СВОБОДНЫЕ КОЛЕБАНИЯ КАНТИЛЕВЕРА
Этот продукт является частью линейки, которая исследует свободные колебания в простых системах с «одной степенью свободы».
Он знакомит учащихся с ключевыми научными терминами, такими как:
• Простое гармоническое движение (SHM) и частота колебаний
• Жесткость балки
• Метод Рэлея
• Метод Данкерли
• Второй момент площади
• Разность фаз между смещением и его производными
Этот продукт подходит для прочной испытательной рамы (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 с массовыми пружинами мы обычно предполагаем «легкую» пружину по сравнению с массой. Вибрирующий кантилевер исследует, что произойдет, если пружинный элемент (в данном случае балка) не будет легким. Кроме того, он рассматривает балку (без концевой массы) как законченную автономную систему, образующую массу и пружину.
Вибрирующий кантилевер представляет собой простой и очень наглядный пример колебаний, которые могут возникать в реальных конструкциях, таких как крылья самолета.
Задняя панель крепится к тестовой раме. Панель держит прочный зажим и две направляющие. Зажим держит балку. Учащиеся используют зажим для регулировки длины колебания кантилевера. Полозья содержат бесконтактный датчик, который измеряет колебания на конце кантилевера. Датчик не имеет физического контакта с лучом из-за незначительного демпфирования.
На задней панели нанесена печатная шкала. Студенты используют его для точной установки длины луча.
Продукт включает в себя два луча; плоская балка и балка с концевой массой. Студенты могут добавить дополнительную «массу на конце» ко второй балке, чтобы проверить, как она влияет на колебания. Студенты тянут конец кантилевера вниз и отпускают, позволяя ему вибрировать. Затем они находят частоту колебаний и сравнивают ее с предсказанной теорией. Учащиеся проверяют балку с различной массой наконечника, изменяя отношение массы наконечника к массе балки. Они обнаружили, что для большинства соотношений предположение о том, что луч является «легким», может не дать точных предсказаний частоты колебаний. Затем они узнают, как метод Рэлея улучшает общий прогноз. Они также используют метод Данкерли для предсказания только собственной частоты луча, сравнивая это значение с найденным другими методами.
Задняя панель фиксируется как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении, что позволяет учащимся тестировать балки в обоих положениях.
Откалибруйте датчик перемещения для работы с VDAS® (mkII) для отображения в реальном времени и сбора данных о формах колебаний системы. Студенты используют программное обеспечение, чтобы увидеть форму сигнала смещения и измерить частоту. Программное обеспечение вычисляет и показывает первые две производные смещения - скорость и ускорение.
Специально разработали TM166 для работы с VDAS® (mkII). Однако при желании выход датчика можно подключить к вашей собственной системе сбора данных или осциллографу.
РЕЗУЛЬТАТЫ ОБУЧЕНИЯ
• Прогнозирование частоты колебаний с использованием метода Рэлея и упрощенного метода в предположении, что луч «легкий».
• Разность фаз между смещением и его производными
• Длина горизонтального кантилевера и частота колебаний
• Использование метода Данкерли для прогнозирования частоты «только луча».
• Сравнение вертикальных и горизонтальных консолей
Авторизоваться
Корзина заказа
