СВОБОДНЫЕ И ПРИНУДИТЕЛЬНЫЕ ВИБРАЦИИ

СВОБОДНЫЕ И ПРИНУДИТЕЛЬНЫЕ ВИБРАЦИИ
Настольный прибор для демонстрации свободных и принудительных вибраций двух масс-лучевых систем:

1.  «Жесткая» балка с шарниром на одном конце и пружиной на другом - пружина обеспечивает упругость
2. «Гибкая» закрепленная - закрепленная балка с шарниром на одном конце и роликовым шарниром на другом - сама балка обеспечивает эластичность. Жесткая и тяжелая стальная рама удерживает системы.

У рамки низкая собственная частота, поэтому вибрации систем не влияют на нее. Рамка имеет два раздела: экспериментальное «окно» справа и панель управления слева. Окно эксперимента содержит балку, пружину и другие детали, используемые в экспериментах.

TecQuipment тщательно спроектировало оборудование так, чтобы во всех экспериментах использовался один и тот же луч. Это дает простую и быструю настройку системы и время переключения. Балка изготовлена из высококачественной шлифованной стали, а в шарнирах используются высококачественные шариковые дорожки для минимального трения и случайного демпфирования. Студенты могут заставить вибрировать системы вручную. Они также могут усиливать вибрацию с помощью высококачественного серводвигателя с регулируемой скоростью, приводящего вращающуюся смещенную массу, образуя «возбудитель». Серводвигатель имеет собственный энкодер и усовершенствованный контроллер для точного регулирования скорости. Это дает минимальное циклическое изменение из-за изменений инерционной нагрузки.
бесконтактный датчик измеряет смещение луча. Датчик не имеет физического контакта с колебательной системой для незначительного демпфирования.

Акселерометр, встроенный в блок возбудителя, работает, чтобы показать фазовую зависимость между смещением пучка и ускорением. Это также помогает сравнивать измеренное ускорение с ускорением, полученным с помощью программного обеспечения.

Устройство включает в себя демпфер вязкой жидкости с изменяемой площадью, для использования с нетоксичной жидкостью (поставляется) со стабильной вязкостью. Это обеспечивает воспроизводимые результаты в диапазоне температур окружающей среды.

Датчик, связанный с вращающейся массой возбудителя, измеряет его динамическое положение. Это помогает измерить взаимосвязь между приложенной силой и положением луча, показывая фазовое отставание с различными значениями демпфирования.

TecQuipment включает в себя виброгаситель с оборудованием. Когда он прикреплен к балке, он добавляет вторую степень свободы всей системе. Это демонстрирует типичное поведение системы с 2 степенями свободы (2DOF). Учащиеся узнают, как «настроить» поглотитель вибрации, чтобы устранить колебания главного луча - особый случай системы 2DOF и альтернативный метод демпфирования.

Чтобы помочь хранить мелкие детали и инструменты, TecQuipment поставляет оборудование для хранения.

Панель управления содержит контроллер серводвигателя и ручное управление, а также цифровое отображение скорости двигателя в единицах об / мин-1, рад.с-1 и частоты в Гц.

На задней части секции управления находится разъем USB для подключения системы VDAS® Onc от TecQuipment к подходящему ПК (не прилагается).

Программное обеспечение VDAS® включает в себя функции для отображения прямых графиков первой и второй производных, чтобы показать кривые скорости и ускорения на основе сигнала смещения. Расширенные функции программного обеспечения позволяют сглаживать сигналы, справочные графики и инструмент для измерения коэффициента демпфирования свободной вибрации.

Результаты обучения:

• Свободные и вынужденные колебания жесткой балки и пружины
• Свободные и вынужденные колебания гибкой закрепленной (просто поддерживаемой) балки
• Использование приближения Рэлея для прогнозирования частоты вибрации
• Частота колебаний и переменная масса
• Нахождение частоты «только луч» с использованием метода Данкерли
• Разность фаз между смещением, его производными и измеренным ускорением
• Демпфированные свободные и вынужденные колебания и коэффициент демпфирования
• Фазовая зависимость между приложенным усилием и положением луча для различных значений демпфирования
• Демонстрация системы 2 степени свободы (2DOF)
• Демонстрация незатухающего вибропоглотителя