TM1016V VIBRACIONES LIBRES Y FORZADAS Equipo de enseñanza Equipo de entrenamiento mecánico
VIBRACIONES LIBRES Y FORZADAS
Una unidad de sobremesa para demostrar las vibraciones libres y forzadas de dos sistemas de vigas de masa:
1. Una viga "rígida" con un pivote en un extremo y un resorte en el otro: el resorte proporciona la elasticidad
2. Una viga articulada 'flexible' con un pivote en un extremo y un pivote de rodillo en el otro: la viga misma proporciona la elasticidad. Un marco de acero rígido y pesado sostiene los sistemas.
El marco tiene una frecuencia natural baja, por lo que las vibraciones de los sistemas no lo afectan. El marco tiene dos secciones: una "ventana" de experimento a la derecha y un panel de control a la izquierda. La ventana del experimento contiene la viga, el resorte y otras partes utilizadas en los experimentos.
Diseñó cuidadosamente el equipo para que todos los experimentos usen el mismo haz. Esto proporciona una configuración del sistema simple y rápida y un tiempo de cambio. La viga es de acero rectificado de alta calidad y los pivotes usan carreras de bolas de alta calidad para lograr la menor fricción y amortiguación incidental. Los estudiantes pueden hacer vibrar los sistemas manualmente. También pueden forzar las vibraciones utilizando un servomotor de velocidad variable de alta calidad que impulsa una masa compensada giratoria, formando un "excitador". El servomotor tiene su propio codificador y controlador avanzado para una regulación precisa de la velocidad. Esto proporciona una variación cíclica mínima debido a las variaciones de carga de inercia.
Un sensor sin contacto mide el desplazamiento del haz. El sensor no tiene contacto físico con el sistema oscilante, por amortiguamiento insignificante.
Un acelerómetro integrado en el conjunto del excitador funciona para mostrar la relación de fase entre el desplazamiento del haz y la aceleración. También ayuda a comparar la aceleración medida con la derivada del desplazamiento utilizando el software.
La unidad incluye un amortiguador amortiguador viscoso de área variable, para usar con un fluido no tóxico (suministrado) de viscosidad estable. Esto asegura resultados repetibles en un rango de temperaturas ambientales.
Un codificador conectado a la masa excitadora giratoria mide su posición dinámica. Esto ayuda a medir la relación entre la fuerza aplicada y la posición de la viga, mostrando el desfase con diferentes valores de amortiguamiento.
Incluir un amortiguador de vibraciones con el equipo. Cuando se fija a la viga, añade un segundo grado de libertad al sistema completo. Esto demuestra el comportamiento típico de un sistema de 2 grados de libertad (2DOF). Los estudiantes aprenden a "sintonizar" el amortiguador de vibraciones para eliminar las oscilaciones de la viga principal: un caso especial de un sistema 2DOF y un método alternativo a la amortiguación.
Para ayudar a almacenar piezas pequeñas y herramientas, suministre una bandeja de almacenamiento con el equipo.
El panel de control alberga el controlador del servomotor y los controles manuales, junto con una pantalla digital de la velocidad del motor en unidades de rev.min–1, rad.s–1 y frecuencia en Hz. También proporciona salidas de desplazamiento, aceleración, posición del codificador (masa compensada) y velocidad del motor. Estas salidas están calibradas y escaladas para trabajar directamente con el sistema VDAS® (mkII).
Las señales de salida se conectan a la interfaz VDAS® que las convierte para conectarlas a una PC adecuada (no incluida).
El software VDAS® (mkII) incluye funciones para mostrar gráficas en vivo de las derivadas primera y segunda, para mostrar formas de onda de velocidad y aceleración basadas en la señal de desplazamiento. Las características avanzadas del software permiten el suavizado de señales, gráficos de referencia y una herramienta para ayudar a medir el coeficiente de amortiguación de vibraciones libres.
Han diseñado específicamente el TM1016 para trabajar con VDAS®. Sin embargo, las salidas del sensor y del disparador pueden conectarse a su propio sistema de adquisición de datos u osciloscopio, si así lo desea.
LOS RESULTADOS DEL APRENDIZAJE
• Vibraciones libres y forzadas de una viga rígida y un resorte
• Vibraciones libres y forzadas de una viga flexible articulada – articulada (simplemente apoyada)
• Uso de la aproximación de Rayleigh para predecir la frecuencia de vibración
• Frecuencia de oscilación y masa variable
• Encontrar la frecuencia de 'solo haz' utilizando el método de Dunkerley
• Diferencia de fase entre el desplazamiento, sus derivadas y la aceleración medida
• Oscilaciones libres y forzadas amortiguadas y coeficiente de amortiguamiento
• Relación de fase entre la fuerza aplicada y la posición del haz para diferentes valores de amortiguamiento
• Demostración de un sistema de 2 grados de libertad (2DOF)
• Demostración de un amortiguador de vibraciones no amortiguado
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