VIBRACIONES LIBRES DE UN VOLADIZO Equipo educativo Equipo de entrenamiento mecánico

TM166 VIBRACIONES LIBRES DE UN VOLADIZO Equipo educativo Equipo de entrenamiento mecánico

VIBRACIONES LIBRES DE UN VOLADIZO
Este producto forma parte de una gama que explora las vibraciones libres en sistemas simples de "un grado de libertad".
Introduce a los estudiantes a términos científicos clave como:
• Movimiento armónico simple (SHM) y frecuencia de oscilación
• Rigidez del haz
• Método de Rayleigh
• Método de Dunkerley
• Segundo momento de área
• Diferencia de fase entre el desplazamiento y sus derivadas
Este producto se adapta al marco de prueba resistente (TM160) para estudio o demostración.
Una viga con la masa al final funciona de manera similar a un sistema de resorte de masa: la rigidez de la viga simplemente reemplaza la rigidez del resorte. Sin embargo, en un sistema de resorte de masa, normalmente asumimos un resorte "ligero" en comparación con la masa. El voladizo vibratorio examina lo que sucede si el elemento de resorte (la viga en este caso) no es liviano. Además, examina una viga (sin masa en la punta) como un sistema autónomo completo, que forma la masa y el resorte.

El voladizo vibratorio forma un ejemplo simple y muy visual de las oscilaciones que pueden ocurrir en estructuras reales como las alas de los aviones.
Un panel posterior se fija al marco de prueba. El panel tiene una abrazadera resistente y dos corredores. La abrazadera sujeta la viga. Los estudiantes usan la abrazadera para ajustar la longitud de oscilación del voladizo. Los corredores sostienen un sensor sin contacto que mide las oscilaciones al final del voladizo. El sensor no tiene contacto físico con el haz, para una amortiguación insignificante.
El panel posterior tiene una escala impresa. Los estudiantes lo usan para establecer la longitud del haz con precisión.
El producto incluye dos vigas; una viga plana y una viga con masa en punta. Los estudiantes pueden agregar "masa de punta" adicional al segundo haz para probar cómo afecta las oscilaciones. Los estudiantes tiran del extremo del voladizo hacia abajo y lo sueltan, permitiendo que vibre. Luego encuentran la frecuencia de oscilación y la comparan con la predicha por la teoría. Los estudiantes prueban la viga con una masa de punta variable, cambiando la relación entre la masa de la punta y la masa de la viga. Descubren que para la mayoría de las relaciones, la suposición de que el haz es "ligero" puede no dar predicciones precisas de la frecuencia de oscilación. Luego aprenden cómo el método de Rayleigh mejora la predicción general. También utilizan el método de Dunkerley para predecir únicamente la frecuencia natural del haz, comparando este valor con el encontrado por otros métodos.
El panel posterior se fija tanto en dirección horizontal como vertical para permitir que los estudiantes prueben las vigas en ambas posiciones.
Calibre el sensor de desplazamiento para trabajar con VDAS® (mkII) para visualización en tiempo real y adquisición de datos de formas de onda de oscilación del sistema. Los estudiantes usan el software para ver la forma de onda de desplazamiento y medir la frecuencia. El software calcula y muestra las dos primeras derivadas del desplazamiento: velocidad y aceleración.
Han diseñado específicamente el TM166 para trabajar con VDAS® (mkII). Sin embargo, la salida del sensor se puede conectar a su propio sistema de adquisición de datos u osciloscopio si lo desea.
LOS RESULTADOS DEL APRENDIZAJE
• Predicción de la frecuencia de oscilación usando el método de Rayleigh y el método simplificado asumiendo que el haz es 'ligero'
• Diferencia de fase entre el desplazamiento y sus derivadas
• Longitud del voladizo horizontal y frecuencia de oscilación
• Uso del método de Dunkerley para predecir la frecuencia de "solo haz"
• Comparación de voladizos verticales y horizontales