СВОБОДНЫЕ ВИБРАЦИИ КРОНШТЕЙНА

СВОБОДНЫЕ ВИБРАЦИИ КРОНШТЕЙНА
Этот продукт является частью линейки, в которой исследуются свободные вибрации в простых системах с «одной степенью свободы».

Он знакомит студентов с ключевыми научными терминами, такими как:

• Простое гармоническое движение (SHM) и частота колебаний
• Жесткость луча
• Метод Рэлея
• Метод Данкерли
• Второй момент области
• Разность фаз между смещением и его производными

Этот продукт подходит для прочной испытательной рамки (TM160) для изучения или демонстрации.

Балка с массой на конце работает аналогично системе с массой пружины - жесткость балки просто заменяет жесткость пружины. Однако в системе массовых пружин мы обычно предполагаем «легкую» пружину по сравнению с массой. Вибрирующий кантилевер проверяет, что происходит, если пружинный элемент (в данном случае это луч) не светит. Кроме того, он рассматривает балку (без массы наконечника) как целостную автономную систему, формирующую массу и пружину.

Вибрирующий кантилевер образует простой и наглядный пример колебаний, которые могут возникать в реальных конструкциях, таких как крылья самолета.

Задняя панель крепится к тестовой рамке. Панель содержит крепкий зажим и два бегунка. Зажим удерживает балку. Студенты используют зажим, чтобы отрегулировать колеблющуюся длину кантилевера. Бегуны держат бесконтактный датчик, который измеряет колебания на конце кантилевера. Датчик не имеет физического контакта с лучом для незначительного демпфирования.

Задняя панель имеет печатную шкалу. Студенты используют его, чтобы точно установить длину луча.

Изделие включает в себя две балки; простой луч и луч с массой наконечника. Учащиеся могут добавить дополнительную «массу наконечника» ко второму лучу, чтобы проверить, как он влияет на колебания. Студенты опускают конец кантилевера и отпускают, позволяя ему вибрировать. Затем они находят частоту колебаний и сравнивают ее с предсказанной теорией. Учащиеся испытывают балку с различной массой наконечника, меняя отношение массы наконечника к массе пучка. Они обнаружили, что для большинства соотношений предположение о том, что луч является «легким», может не давать точных прогнозов частоты колебаний. Затем они узнают, как метод Рэлея улучшает общее предсказание. Они также используют метод Данкерли, чтобы предсказать только собственную частоту луча, сравнивая это значение с найденным другими методами.

Задняя панель фиксируется как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении, что позволяет ученикам проверять балки в обоих положениях.

TecQuipment откалибрует датчик смещения для работы с VDAS® (mkII) для отображения в реальном времени и сбора данных о формах колебаний системы. Студенты используют программное обеспечение, чтобы увидеть форму волны смещения и измерить частоту. Программное обеспечение рассчитывает и показывает первые две производные смещения - скорость и ускорение.

TecQuipment специально разработало TM166 для работы с VDAS® (mkII). Однако выход датчика может быть подключен к вашей собственной системе сбора данных или осциллографу, если это необходимо.

Результаты обучения:

• Прогнозирование частоты колебаний с использованием метода Рэлея и упрощенного метода, предполагающего, что луч является «легким»
• Разность фаз между смещением и его производными
• Горизонтальная длина кантилевера и частота колебаний
• Использование метода Данкерли для прогнозирования частоты «только луч»
• Сравнение вертикальных и горизонтальных кантилеверов