机械转子实验台的振动和噪声测试及分析综合实验

第一篇：机械转子实验台的振动和噪声测试及分析综合实验

机械测试技术实验

实 验 报 告

机械转子试验台的振动和噪声测试及分析综合实验

班级：机自04

西安交通大学机械基础实验教学中心

机械转子试验台的振动和噪声测试及分析综合实验

一实验目的：

针对机械转子实验台，能够较熟练地掌握机械动态信号（振动、噪声等）测试系统设计、测试系统搭建、数据采集及信号处理的方法和技术。

二 实验要求：

要求学生自行设计和构建机械转子实验台在工作条件下的动态信号（振动、噪声等）测试方法，利用计算机测试系统采集实验台的振动和噪声动态信号，并且通过对测量的动态信号处理，分析转子实验台在工作中的动态特性。

三 实验过程：

实验分为四个部分通过对轴心轨迹的测量来观察转子不平衡引起的回转运动；测量转子转动引起的振动的时域和频域分析；测量转动噪声的时域和频域；最后进行噪声和振动的相干性分析，判断实验的在一定频率下的噪声是否由转子的振动引起。

四 实验内容：

a.针对转子实验台对象，按照机械动态特性测试要求，完成机械振动和噪声的计算机测试系统设计；

b.选用合适的振动和噪声测试传感器及其信号调理装置；

c.构建计算机测试系统，掌握振动和噪声信号分析软件使用方法； d.自主完成转子实验台振动和噪声的测量、信号采集；

e.通过信号分析，得出转子实验台在不同转速下的振动和噪声的时域波形、频谱；并对转子实验台的动态特性进行分析评价。

五提供的主要仪器：

机械动态信号测量与信号采集分析系统机械转子实验台 加速度传感器

电涡流位移传感器光电传感器 噪声测量仪计算机

速度传感器 六 实验数据及分析 6.1转子轴心轨迹测试实验

轴轨迹是指转子轴心相对于试验台在与轴垂直的平面内的运动轨迹，通过两个互为的90度垂直的电涡流传感器测出在X轴和Y轴的振动矢量的叠加。若转子各方向的弯曲刚度和支承刚度相同，则轴心轨迹为圆；若不相等，则为椭圆或其他复杂的图形。以下是实验所得图像：

通过图像可知，轴心轨迹图不是圆，而是一个光滑的曲线，可知轴正在各个方向振动的幅值不一样，也即转子转动不平衡。

6.2转子振动分析

反映转子振动的幅值在一定转速下随时间变化的规律，我们在不同的两个转 速下测出转子在振动时的幅值关系，如下图 6.2.1时域分析图像如下

n=1500rpm

n=2018rpm

6.3.2转子振动的频谱分析 n=3012

由图看出，振动信号表现出明显的谐波特性。主要的峰值出现在工频处（3000/60=50Hz）及二倍工频处，其他峰值所对应的频率也基本为工频的谐波，振动信号的这种的谐波特性，说明引起转子振动的主要激励源为以工频为工作周期运动的机构或部件，对于此实验来说即为转子在转速3000rpm下的由于转子转动的不平衡引起的。

6.3机械转子噪声分析

6.3.1机械转子噪声的时域分析

由于噪声是一种随机信号，即无法用确定的时间函数来表示的信号。在时域图中，它的大小随时间随机变化，加上环境噪声的不规律影响，得到噪声随时间的变化时很不稳定的随机信号。

6.3.机械转子振动噪声的频域分析

由噪声的频域分析图像可以看出，噪声信号在低频段的能量交大，在中频段和高频段能量较小。由此，我们假设低频段的噪声主要是由机械转子的振动引起，而中频段和高频段主要是由于环境噪声引起。

低频段噪声信号是由环境噪声和转子振动噪声叠加起来的，因此应该具有比较大的能量。

6.4 机械转子振动和噪声的相干性分析

图为横坐标为不同的频率，纵坐标为相干系数表征在不同频率下的振动和噪声的相干性，由图可知，在整个分频带内，有许多频率对应的相干系数都较大，在大概35Hz（转速为2018rpm,工频为34Hz）的时候我们看到相干函数值0.95，说明振动和噪声的相干性很好。故可知该噪声和机械转子的振动在工频处有很大程度的相关程度，因此若要降低噪声，应从抑制转子的振动方面考虑。而转子振动由于其不平衡引起。七实验总结

由于本次实验没有很多的指导，不像之前的实验，我们需要自己做出实验方案，搭建实验测试系统，这对我们温习课本中的知识很是重要；通过本次实验，更加熟悉了解电涡流传感器、光电传感器等的原理及其在工业控制中的实际应用； 通过测试系统各部分的搭建，对于信号的采集、调理、分析有了进一步的认识； 通过对机械转子的研究，深入了解转子轴心的震动、转子噪声信号的产生机理，并通过相关分析研究噪声和震动的相干关系；

第二篇：地铁与公共建筑合建振动噪声影响分析及控制技术研究-成果小结

地铁与公共建筑合建振动噪声影响分析及控制技术研究

主要完成单位：上海申通地集团有限公司

同济大学 上海市科技馆

主要完成人员：周顺华、徐晓红、刘加华、蔡 蔚、顾建生、韦 凯、刘 扬

1.研究背景

随着国内城市轨道交通的快速建设和发展，为充分利用地下空间和轨道交通带来的便利，公用建筑与地铁一体化共建的情况日益增多，如上海自然博物馆与地铁13号线综合工程、2号线与虹桥综合枢纽工程等。然而，地铁运行必将产生公用建筑物的振动、同时引发结构二次噪声，为满足公用建筑的使用功能要求，必须对地铁的振动噪声加以控制。但由于目前国内关于公共建筑物振动和噪声的控制标准尚不完善，也未形成较为成熟的计算方法和仿真技术，轨道交通的减振降噪技术和相关施工工艺也处于探索阶段，因此，有必要对地铁与公用建筑一体化建设时的振动与噪声控制技术进行深入研究。由上海市科委立项，上海申通地铁集团有限公司牵头，联合同济大学和上海市科技馆进行该课题的研究。

2.课题的总体目标和技术路线

提出地铁与公用建筑一体化建设时振动噪声控制标准建议值，完成车轨隧建筑物振动噪声仿真计算方法，并完成了综合控制技术和相关产品、相关施工工艺，达到经济合理、满足使用要求的目的。以13号线自然博物馆共建工程作为示范工程，以满足其使用功能的基本要求。

3.项目主要研究内容

(1)轨道交通振动噪声测试和评估方法研究

在对国内外振动噪声测试技术和标准研究的基础上，对轨道交通振动噪声的测试和评价方法做出统一规定，提出轨道交通振动噪声规范化测试和评估方法，以便在相对同一的平台上客观评价减振降噪产品的性能，实现振动噪声测试和产品性能评估的规范化与标准化。

(2)自然博物馆振动噪声控制标准建议值及类似场地测试分析研究 参考现有与本工程类似的振动噪声控制标准，并结合本工程特点与现实条件，有针对性地提出了地铁与公共建筑物合建工程的振动噪声控制建议限值，并利用以上提出的振动噪声测试方法对类似场地进行现场实测，进一步验证了该控制限值的适用性与实用价值。

(3)车轨隧建筑物振动噪声仿真计算研究

以上海地铁13号线与自然博物馆合建工程为背景，结合车辆—轨道耦合动力学理论和动力有限元理论，研究开发一套适用于求解地铁与建筑物合建工程振动噪声的新式车轨隧建筑物振动噪声仿真计算方法，用以评价各种减振降噪措施的实施效果，同时也可给后续类似合建工程中减振降噪设计提供相应的理论计算工具。

(4)地下结构振动噪声控制措施研究

以上海地铁13号线与自然博物馆合建工程为研究背景，其重点是与钢弹簧浮置板轨道参数优化研究相呼应，通过数值仿真一方面进一步确定出适用于本合建结构型式自振特点的钢弹簧浮置板轨道结构固有频率，另一方面是为了弥补轨道结构对其固有频率附近低频振动的微弱减振能力，还将探讨地基水泥土桩加固体（包括隧道空腔内填筑砼）对钢弹簧浮置板轨道固有频率附近低频振动的减振规律、减振效果及其影响，并根据结构振动计算结构二次噪声。

(5)轨道结构振动噪声控制措施研究

由于上海自然博物馆与地铁13号线合建的综合工程中自博馆内部建筑结构十分复杂、构造也很特殊、使用功能对环境振动要求较高，因此课题组重点针对列车运行引起的合建结构环境振动问题以及钢弹簧浮置板减振轨道参数优化等问题，顺序开展了不同轨道结构参数组合条件下钢弹簧浮置板轨道结构自振特性的模态分析，不同轨道参数组合和不同行车条件下浮置板钢弹簧支点反力特性分析以及合建结构的三维谐响应和瞬态响应分析，为合建结构钢弹簧浮置板减振轨道参数优化设计提供理论计算依据，同时研发两项轨道减振产品、一项减振道床产品和一项吸音产品，并测试其效果。

图1 道床吸音板

图2 vanguard扣件

图3 钢弹簧浮置板

图4 迷宫式约束阻尼钢轨

(6)建筑结构振动噪声控制措施研究

主要对国内外关于建筑结构的振动噪声控制技术进行研究，根据仿真计算结果提出相应的治理措施。

(7)浮置板设计和施工工艺优化研究

1)从设计角度研究实现预制龙骨整体吊装方案的技术条件，并进行结构仿真计算和受力分析；从施工角度对龙骨整体吊装和运输、基底施工、龙骨就位和轨道精调等关键环节进行研究，同时研究相应的工机具。

2)综合设计、施工和减振效果等角度提出合理板长，针对预制短板节段拼装方案板端变形协调、曲线几何形位的实现等关键技术进行研究，通过室内静载和疲劳试验验证其结构安全性、现场试验验证其安全性、平稳性；从施工角度对模板设计、精度控制、基底施工、短板就位和轨道精调等关键环节进行研究，同时研究相应的工机具。

3)通过对普通道床、传统长浮置板、预制短板节段拼装浮置板进行现场类比测试，对新设计的浮置板减振效果进行评价。

4)通过与传统浮置板的对比，分析预制龙骨整体吊装和预制短板节段拼装浮置板的经济和社会效益。(8)地铁运营后合建建筑物内振动噪声现场测试和分析

通过对地铁运营后合建建筑物内振动噪声测试结果，来评价减振降噪方案的效果。4.4.1 关键技术、技术难点和技术创新

关键技术

1)公共建筑物内振动和噪声控制标准的确定 2)振动和噪声测试数据的采集、处理和分析的方法

3)车－轨－隧道－地基－建筑物体系内的中低频振动响应的仿真技术 4)隧道及基础的减振技术方案及范围确定 5)超低频轨道结构方案及参数确定 6)浮置板设计优化和施工工艺方案优化研究

4.2 技术难点

1)车-轨-隧-地基-建筑物振动系统内中、低频振动响应的仿真技术 2)隧道及基础的减振技术方案 3)轨道结构技术及参数确定

4)浮置板断面的优化设计以及施工工艺技术

4.3 技术创新

1)从系统工程角度出发，以类比测试和仿真计算为手段，提供更为经济合理的振动噪声集成化综合处理措施，满足公共建筑使用的功能要求；

2)从控制振动噪声角度出发，以确保工程施工安全为前提，形成振动噪声控制及施工安全相结合的技术方案，为今后类似工程提供普遍借鉴意义；

3)从促进环境保护、社会和谐角度出发，以建立标准建议值和统一测试及评估方法为手段，促进轨道交通的健康发展和城市地下空间的有效利用，为博物馆及类似场馆建设提供指导意义；

4)从技术发展角度出发，通过研发中、低频减振道床和新型轨道减振技术等一系列产品，为轨道交通在复杂条件下的振动噪声控制提供新的技术手段，促进社会和科技进步；

5)从模块化、标准化设计理念出发，以现场试验为手段，提供更为快捷、经济的浮置板道床施工工艺流程，施工速度提高5倍以上，满足一体化施工进度要求。5.项目完成情况

课题组已经按照项目任务书的要求完成了一个总报告和九个分报告： 地铁与公共建筑合建振动噪声影响分析及控制技术研究 分报告一：自然博物馆振动噪声控制标准建议值研究 分报告二：振动噪声测试及评估方法研究 分报告三：类似场地测试及分析研究

分报告四：车轨隧建筑物振动噪声仿真计算研究 分报告五：地下结构振动噪声控制措施研究 分报告六：轨道结构振动噪声控制措施研究 分报告七：建筑结构振动噪声控制措施研究 分报告八：浮置板轨道设计及施工一体化研究 分报告九：现场测试及分析研究

形成地铁引起公共建筑的振动与噪声控制准则1份，提出了振动与噪声集成化仿真计算方法1份，比选出了地铁与建筑物合建结构的合理地基减振加固措施，对地铁与建筑合建结构内轨道结构进行了优化设计，并给出了最优参数组合。

完成轨道减振产品2项以上，降低噪声3dB以上；完成超低频道床减振产品1项，降低振动20dB、自振频率小于10Hz；完成吸音产品1项以上，降低噪声3dB以上；在“标准化、模块化、工厂化、机械化”的指导思想下，提出“标准化、模块化、工厂化、机械化”的城市轨道交通轨道工程设计与施工新理念，研究预制龙骨整体吊装工法和预制短板节段拼装工法等2项施工工法，并投入工程实际应用，从施工上实现了模块化、工厂化、机械化生产：①采用“预制龙骨整体吊装”方案将原钢弹簧浮置板施工进度由5~7m/天提高到35~50m/天；②采用“预制短板节段拼装”方案实现预制工厂化、模块化和施工机械化，大幅度提高施工效率，保证施工质量，使施工速度达到50m/天以上，最高达75m/天及以上，施工效率是原来的7~10倍。

申请2项发明专利，1项实用新型专利；发表4篇论文，培养了5名硕士生、2名博士生，完成了项目建议书所要求的主要技术指标。

课题研究成果直接指导了上海轨道交通13号线与自然博物馆合建示范性工程，且数值仿真的减振效果能够满足工程要求。

综上所述，完成了项目任务书所要求的各项工作。6.应用前景与效益预测

本研究成果可应用于上海乃至国内其它城市轨道交通与公共建筑共建类似工程的振动噪声预测、控制技术方案设计和施工中，提供更为经济合理的振动噪声集成化综合处理措施，为轨道交通在复杂条件下的振动噪声控制提供新的技术手段，为博物馆及类似场馆建设提供指导意义，促进技术创新和科技进步，从施工上实现了模块化、工厂化、机械化生产，施工速度提高5倍以上，破解了上海轨道交通钢弹簧浮置板的施工难题，最大限度地缩短工程建设周期、节省投资成本，将振动噪声控制纳入科学化和规范化轨道，对上海乃至国内其它城市的类似轨道交通与公共建筑合建工程具有借鉴和示范作用，促进社会主义和谐社会的构建。

第三篇：机械精度综合检测实验心得和体会

机械精度综合检测实验心得和体会

在完成“机械精度单项检测实验”后，我们进行了为期一周的机械精度综合检测实验，让我们在单项检测实验所学到的知识的基础上进一步提升我们的自主动手能力，也加强了我们独立思考、团结协作的能力。我认为这些实验很有必要在学生群体中展开，这可让学生获得扎实的专业基础知识，这是让学生受益匪浅的。

在一周的时间里，我们接触了很多从未见过或见过但不知道如何使用的仪器和仪表，但在老师的指导和与同学探究讨论的情况下，通过实验的实践终于懂得了那些仪器和仪表的使用方法以及用他们去评定所检测工件测量项目的合格性。万事开头难，说得一点也不错，实验开始时我们要靠团队合作精神和自主思考去弄明白怎样实施实验，它们的原理和操作步骤、顺序是什么以及要用到的实验设备是什么，这不但可以培养我们的自主探究精神，而且让我们对整个实验的原理和测量方法印象深刻，同时让团队合作观念深入人心。

根据一周的实验经验总结起来，我认为最困难和最辛苦的一个实验就是实验七。在测量工件垂直度项目时要用水平仪调整轴线Ⅰ和轴线IV与方箱基准面垂直度一致的过程中，由于水平仪比较笨重和调整难度比较大，双手长时间提着水平仪进行垂直度调整时，除双手麻痹外，腰骨还有一阵疼痛的感觉。但当完成这一实验时成就感从心中涌出，脸上添上了笑容，觉得辛苦还是值得的。此次实验最大的收获是让自己多了一种思想：通过测出尺寸的实际偏差从而计算出实际尺寸的测量思想，我认为这种思想是一个学习的起点，突破点。在操作方面，我认为实验的规范性很重要，因为如果实验操作不规范会造成更大的实验误差，甚至会使实验失败。

要完成所有的实验不但要有耐心，而且还要不怕脏、不怕累，进行实验要规范，就像我们做事一样应该认真和负责。除此之外，还启示我们学习要有强烈的求知欲和刻苦钻研的精神，同时还可以锻炼我们的团队合作精神和自主动手能力，也加强了同学之间的交流，这是我这一周实训周的最大体会。

希望以后有更多的机会让我接触机械这方面的实践知识，我也愿意不断加强自己的专业基础技能，充实自己。

10机电师谢伟明

第四篇：实验8 网络协议分析和实现(综合设计性)

实验八网络协议分析和实现

1.实验目的掌握网络应用程序的开发方法；

掌握Client/ Server结构软件的设计与开发方法

掌握Socket机制的工作原理

2.实验前的准备

阅读教材关于TCP/IP协议和Socket的相关内容；

阅读WinSock编程指南；

阅读本实验所附内容；

熟悉VC++6.0开发工具

3.实验内容

学生可以从以下实验题目中任选一个来完成也可以自己命题。

（1）用掌握的语言和所学网络知识设计实现FTP的客户端；

（2）用掌握的语言和所学网络知识设计实现收发邮件的客户端；

（3）使用Winsock实现点对点通信；

（4）对网络实验中的停止等待协议或滑动窗口协议的程序提出改进并实现；

（5）自己设计网络要求条件，对其进行详细需求分析（包括对条件的分析和实现，网络设备的选择，网络拓扑的选择，经费的考虑，以及网络的可容性、可扩充性等），并划出拓扑图。

（6）按照所给综合设计实验1或是综合设计实验2的要求分别配置构建符合要求的网络，并给相应的配置说明。

4.实验要求

学生可以根据所选题目大小，独立或两人一组完成实验。要求实验报告中应包括所选实验题目和一些必备内容。

若选择具体网络协议的实现，则应该能够在理解所选择的网络协议的基础上，对其进行分析和实现，要求给出分析和实现的过程，以及必要的程序代码。程序语言不限，但不能直接调用模块实现，必须通过调用socket或底层网络接口实现。

若是选择组网实现，则必须对网络做出详细的需求分析，包括对条件的分析和实现、网络设备的选择、网络拓扑的选择、经费的考虑、网络的可容性、可扩充性、安全性等等，并划出网络拓扑图。

若选择综合设计实验1或综合设计实验2，需给出相应的网络拓扑和配置说明。

第五篇：城市地下综合管廊建设和运营管理模式分析及咨询试卷

城市地下综合管廊建设和运营管理模式分析及咨询试卷用户答卷预览

一、单选题 【本题型共5道题】

1.缆线综合管廊的主要特点为（）。A．空间断面大 B．设有通风、监控等设备 C．埋深浅 D．维修检测要求高

用户答案：[C]

得分：6.00

A．蒙特利尔地下城 B．日本临海副都心地下综合管廊 C．台湾高雄地下综合管廊 D．北京天安门广场下综合管廊

用户答案：[A]

得分：6.00

A．100 B．150 C．50 D．75

用户答案：[A]

得分：6.00A．甲，二，一 B．甲，一，二 C．乙，二，一 D．乙，一，二

用户答案：[A]

得分：0.00

A．钢筋混凝土，矩形 B．钢筋混凝土，圆形 C．钢结构，矩形 D．钢结构，圆形

用户答案：[A]

得分：6.00

二、多选题 【本题型共5道题】

1.综合管廊日常维护和管理应包括（）。用户答案：[ABCD]

得分：8.00

A．收费标准区分化机制 B．使用率分担机制 C．社会资本退出机制 D．衡工量值原则

用户答案：[ABC]

得分：8.00

A．国家政策 B．建设技术 C．建设资金 D．管理模式

用户答案：[BCD]

得分：8.00

4.主线综合管廊的特点为（）。A．断面大 B．维修管理简单 C．输送量大 D．施工方便

用户答案：[AC]

得分：8.00

5.我国综合管廊发展过程中所面临的主要问题有（）。A．项目建设投资大 B．建设项目投资模式单一 C．收费定价政策不确定 D．各方认识不足 用户答案：[ABCD]

得分：8.00

三、判断题 【本题型共3道题】

1.在欧洲国家，综合管廊的简易和运营维护费用由政府承担，但政府向管线公司租赁综合管廊中的空间而获得收益。Y．对 N．错

用户答案：[Y]

得分：10.002.综合管廊工程建设应遵循“规划先行、适度超前、困地制宜、统筹兼顾”的原则，充分发挥综合管廊的综合效益。Y．对 N．错

理。用户答案：[Y]

得分：10.003.上海世博园区综合管廊属于政府管理部门，松江新城综合管廊属于城市道路管理部门，浦东张杨路综合管廊属于各开发公司管Y．对 N．错

用户答案：[N]

得分：10.00