声学实验II振动与声

发布时间：2015-08-13浏览次数：511

一、实验基本信息

课程编号：201405214

中文名称：声学实验 II振动与声

英文名称：Acousticexperiments II vibration and sound

课程性质：专业实践环节

面向专业：水声工程

开设学期：4

课程总学时：36

实验学时：36

是否独立设课：是

二、实验目的和任务

声学实验II振动与声是水声工程专业的专业实践课，其教学目的和任务是通过实验让学生更透彻理解有关声与振动的基本理论和基本概念。

通过振动仪器设备认知实验，帮助学生了解和掌握基本振动声学实验仪器的使用；通过振动加速度计电声性能参数综合测量和电声换能器的声学性能参数测试实验，帮助学生在进行结构振动特性测试实验时，能正确合理的选择接收传感器；通过弹性杆的纵振动测量实验、悬臂梁弯曲振动测量实验、弦的横振动测量实验、圆形薄板振动测量实验，帮助学生正确理解简单物体结构的机械振动频率、振幅与物体结构形式、尺寸大小之间的关系，掌握弹性体弹性参数的测量与计算方法；通过超声波探伤试验，帮助学生理解弹性体中纵波的传播形式，掌握超声波探伤测试原理与方法；通过驻波场分布特性及驻波管法吸声材料法向吸声系数测量实验，帮助学生加深理解声波衰减的原因以及均匀介质声吸收的物理机理，掌握吸声材料吸声系数、法向声阻抗率等参数的测量。

同时，通过该实验课程的学习，加强学生的基础实验技能训练，为今后进一步学习振动与声辐射专业知识打下坚实基础。

三、实验教学基本要求

1、能够正确选择、使用基本结构振动特性测量仪器设备；

2、掌握物体结构特性测试仪器---振动加速度计电声性能参数测试方法；

3、掌握物体结构特性测试仪器---电声换能器（扬声器、传声器）电声性能参数测试方法，并了解空气声辐射中自由场的概念；

4、掌握弹性杆的纵振动特性测试方法，并能通过实验数据计算弹性杆的杨氏模量、纵波波速等弹性参数；

5、掌握悬臂梁弯曲振动特性测试方法，并能通过实验数据计算梁结构材料阻尼系数、杨氏模量等弹性参数；

6、掌握弦的驻波特性测试方法，并能通过实验数据计算弦的张力；

7、掌握圆形薄板振动特性测试方法，并能通过实验数据计算圆形薄板杨氏模量等弹性参数；了解圆形薄板振动与声辐射之间的关系；

8、了解纵波在弹性体中的传播形式，掌握超声波脉冲反射法探伤技术的基本原理及操作方法；

9、了解声波在均匀介质上的入射、反射与透射机理，掌握驻波管声场声压分布特性测试方法，掌握通过驻波比参数计算材料吸声系数、法向阻抗率的测量方法。

四、实验项目基本情况

序号	实验项目名称	实验学时	内容提要	实验类型	实验要求
1	振动测量仪器设备认知实验	2	了解常用振动测量仪器的使用方法；掌握加速度计、位移传感器、位移测量仪、阻抗分析仪等专用设备的性能参数、适应范围及注意事项。	演示型	必做
2	振动加速度计电声性能参数综合测量实验	4	1、掌握振动加速度计测试原理与方法，熟悉比较法、函数传递法的区别（2学时）； 2、熟练掌握压电加速度计校准实验方法，熟悉实验步骤并设计实验实施方案（2学时）。	综合型	必做
3	电声换能器的声学性能参数测试实验	6	1、根据实验室给定的阻抗分析仪，测试扬声器、传声器的阻抗特性（2学时）； 2、根据实验室条件给定一只扬声器、一只传声器和相应的设备，在空气消声箱中测量扬声器、传声器的灵敏度和频率响应；测量传声器的指向特性（4学时）。	综合型	必做
4	弹性杆的纵振动特性测量实验	4	1、观察不同频率、振幅激励下的弹性杆的振动特性，了解弹性杆纵振动特性及其激励和检测方法；掌握弹性杆的纵振动频响曲线的测量方法（2学时）； 2、掌握通过杆的纵振动谐振频率来计算杆材料的杨氏模量、纵波速度等弹性参数的计算方法，并利用实验数据进行数值计算（2学时）。	综合型	必做
5	悬臂梁弯曲振动特性测量实验	4	1、观察不同频率、振幅激励下的悬臂梁的振动特性，了解悬臂梁振动特性及其激励和检测方法；掌握悬臂梁弯曲振动频响曲线的测量方法（2学时）； 2、掌握梁结构材料阻尼系数、杨氏模量等弹性参数的测量及计算方法，并利用实验数据进行数值计算（2学时）。	综合型	必做
6	弦的横振动特性测量实验	4	1、观察不同频率、振幅激励下的弦的横振动特性，了解弦的横振动性质，观察弦上形成的驻波，掌握驻波产生的原理（2学时）； 2、通过实验数据确定共振时弦长与频率（波长）间的关系；掌握波速与弦所受张力及线密度之间的关系（2学时）。	综合型	必做
7	圆形薄板振动特性测量实验	4	1、观察不同频率、振幅激励下不同材料、不同半径、不同厚度圆形薄板自由边界振动特性，了解其激励和检测方法（2学时）； 2、掌握通过圆形薄板振动谐振频率来计算不同材料圆形薄板的杨氏模量等弹性参数的计算方法；分析不同结构尺寸下的圆形薄板振动时产生声波的频率特性（2学时）。	综合型	必做
8	超声波探伤试验	4	1、了解弹性体中纵波传播形式，掌握超声波脉冲反射法探伤技术的基本原理及操作方法（2学时）； 2、根据实验室条件给出各种被测工件或综合试块，选用一定的方法对其缺陷进行测量（2学时）。	综合型	必做
9	驻波场分布特性及驻波管法吸声材料法向吸声系数测量	4	1、根据实验室给定的实验装置测量驻波场中声压分布特性，了解驻波管法吸声材料法向吸声系数测量的原理（2学时）； 2、根据实验室条件，给定几种吸声材料或吸声结构样品作为被测材料，然后采用驻波管法测量其法向吸声系数，再根据条件由推得法向声阻抗率（2学时）。	综合型	必做

五、实验教材（指导书）或网络资源

[1]陈洪娟.《声学测量实验指导书》校内讲义. 哈尔滨工程大学

[2]何祚镛、赵玉芳.声学基础. 国防工业出版社.1986.

[3]孙辉.《振动与声基础》校内讲义. 哈尔滨工程大学

六、考核方式

实验预习、课堂讨论、动手操作、发现与解决问题占40%，撰写科技报告60%。