Badanie drgań swobodnych

Nasza ocena:

3
Pobrań: 140
Wyświetleń: 1533
Komentarze: 0
Notatek.pl

Pobierz ten dokument za darmo

Podgląd dokumentu
Badanie drgań swobodnych  - strona 1 Badanie drgań swobodnych  - strona 2 Badanie drgań swobodnych  - strona 3

Fragment notatki:


  Ćwiczenie 3     BADANIE DRGAŃ SWOBODNYCH NIETŁUMIONYCH  I TŁUMIONYCH WISKOTYCZNIE         3.1 WSTĘP  Celem  ćwiczenia jest badanie małych drgań mechanicznych swobodnych nietłumionych i  tłumionych wiskotycznie oraz porównanie wyników obliczeń teoretycznych i eksperymentu.  Ćwiczenie pozwala na wzbudzanie drgań mechanicznych przez początkowe odchylenie  elementu drgającego z położenia równowagi. Obejmuje ono pomiary przebiegów drgań w  funkcji czasu oraz ich amplitud i częstotliwości. Właściwości układu drgającego bez  tłumienia wiskotycznego mogą być regulowane przez eksperymentatora poprzez zmianę  długości ramienia działania siły pochodzącej od sprężyny lub zamontowania sprężyny o innej  sztywności. Dla drgań z tłumieniem wiskotycznym (tłumik olejowy), właściwości układu  można dodatkowo regulować poprzez zmianę długości ramienia działania siły tłumiącej lub  zmianę stopnia tłumienia.       3.2 WPROWADZENIE TEORETYCZNE    Drgania definiujemy jako proces, w którym charakteryzująca go wielkość fizyczna rośnie i  maleje na przemian wokół pewnego położenia równowagi, które może być stałe lub zmienne.  Zjawiska drgań w przyrodzie i technice występują powszechnie. Świadczą o tym liczne  obserwacje. Oto kilka przykładów: praca serca (tętno), trzęsienia Ziemi, oddychanie, drgania  pojazdów na skutek nierówności drogi, drgania budowli spowodowane przejazdem pociągów  metra, drgania maszyn wywołane niewyrównoważeniem obracających się części, prąd  przemienny, hałas uliczny (drgania akustyczne), itd.  W bieżącym ćwiczeniu pomiary będą przeprowadzone na stanowisku, w którym elementem  drgającym jest sztywna belka, wykonująca ruch obrotowy wokół nieruchomego przegubu  walcowego znajdującego się na jej końcu. Belka jest zawieszona na sprężynie w wybranej  odległości od osi tego przegubu, a ponadto może być jednocześnie oparta na tłumiku  olejowym (rys. 3.1).  Ruch drgający belki jest opisany za pomocą  kąta obrotu wokół nieruchomej osi przegubu,  czyli układ posiada jeden stopień swobody.      Rys. 3.1. Fragment stanowiska pomiarowego do badania drgań swobodnych  Oznaczenia elementów pokazanych na rysunku:  1-belka z zaznaczonymi osiami otworów, służących do mocowania sprężyn i tłumika,  2-przegub walcowy przytwierdzony do nieruchomej sztywnej ramy,  3-sprężyna,  4-tłumik.  W dalszej części przedstawimy modele drgań swobodnych belki bez tłumienia i z tłumieniem  w postaci równań ruchu wraz z omówieniem.    3.2.1. DRGANIA SWOBODNE NIETŁUMIONE    Model sztywnej belki podpartej przegubowo na jednym końcu i zawieszonej na sprężynie [1]  jest pokazany na rysunku 3.2.                Rys. 3.2. Model drgań swobodnych nietłumionych sztywnej belki    Korzystając z zasady krętu (momentu pędu), zapisanej względem  środka przegubu O, 

(…)


- współrzędna kątowa odchyleń belki od położenia równowagi;
&&
ϕ
- druga pochodna po czasie współrzędnej kątowej (przyspieszenie kątowe);
m
- masa belki;
L
- długość belki (mierzona od osi przegubu do jej swobodnego końca);
Fc
- siła od sprężyny wynikająca z jej ugięcia o wielkość x;
Fc0 - siła ugięcia statycznego sprężyny równoważąca działanie siły ciężkości belki;
a
- ramię podparcia sprężyny (względem osi…
… (interface box)
3
Sztywna rama (stojan) aparatu TM155, służąca do mocowania elementów układu
drgającego w różnych konfiguracjach
4
Statyw pionowy przytwierdzony do ramy, służący do mocowania tłumika i czujnika
pomiarowego przemieszczeń
5
Czujnik do bezstykowego pomiaru przemieszczeń drgającej belki
6
Przegub walcowy osadzony w łożyskach tocznych, do którego jest przymocowana belka
drgająca (11)
7
8
Czujnik…
…) Skonfigurować parametry pomiaru i analizy danych systemu LabView TM150.20
(patrz zał. 2 )
7) Wzbudzić drgania swobodne poprzez wychylenie początkowe belki (warunek
początkowy)
8) Przeprowadzić ocenę przebiegu drgań na wirtualnym ekranie oscyloskopu
w odpowiednio dobranym przedziale czasu i odczytać częstotliwość drgań
9) Zapisać dane pomiarowe w postaci pliku (*.dat lub *.txt) i skopiować w celu
opracowania…
…) Skonfigurować parametry pomiaru i analizy danych systemu LabView TM150.20
– patrz p. 2!
17) Wzbudzić drgania swobodne poprzez wychylenie początkowe belki (warunek
początkowy)
18) Przeprowadzić ocenę przebiegu drgań na wirtualnym ekranie oscyloskopu
w odpowiednio dobranym przedziale czasu i odczytać częstotliwość drgań
19) Zapisać dane pomiarowe w postaci pliku (*.dat lub *.txt) i skopiować w celu
opracowania…
... zobacz całą notatkę

Komentarze użytkowników (0)

Zaloguj się, aby dodać komentarz