FREIE VIBRATION EINES BALKENS UND EINER FEDER. Berufsausbildungsausrüstung. Mechanische Ausbildungsausrüstung

TM167 FREIE VIBRATION EINES BALKENS UND EINER FEDER Berufsausbildungsausrüstung Mechanische Ausbildungsausrüstung

Freie Schwingung eines Balkens und einer Feder
Dieses Produkt ist Teil einer Reihe, die freie Schwingungen in einfachen Systemen mit einem Freiheitsgrad erforscht.
Es führt die Studierenden in wichtige wissenschaftliche Begriffe ein wie:
• Einfache harmonische Bewegung (SHM) und Schwingungsfrequenz
• Trägheitsmoment
• Schwingungsdämpfung
• Federkonstante und Hookesches Gesetz
• Phasendifferenz zwischen Verschiebung und ihren Ableitungen
Dieses Produkt passt zum Studium oder zur Demonstration in den robusten Testrahmen (TM160).
Dieses Produkt umfasst einen Balken, der an einem Ende schwenkbar ist und dessen anderes Ende an einer Schraubenfeder aufgehängt ist. Sie können dies mit dem Masse-Feder-System vergleichen, mit dem Unterschied, dass das Massenträgheitsmoment des Balkens die einfache Masse ersetzt. Dieses übliche System kommt in Maschinen vor und Fahrzeugaufhängungen.
Eine Rückwand wird am Testrahmen befestigt. Die Platte hält einen Drehpunkt und einen berührungslosen Verschiebungssensor. Der Drehpunkt enthält hochwertige selbstausrichtende Lager, die das linke Ende eines starren Trägers halten und ihm gleichzeitig die Möglichkeit geben, sich frei zu drehen um einen kleinen Winkel. Der Sensor misst die Schwingungen am rechten Ende des Balkens mit vernachlässigbarer Dämpfung und führt gleichzeitig die Bewegung.

Der Balken hat eine „Leiter“-Konstruktion mit gleichmäßig verteilten „Sprossen“. Die Sprossen bieten bequeme Montagepositionen und sorgen gleichzeitig für eine gleichmäßig verteilte Masse über die Länge des Balkens. Fügen Sie einen Satz Massen hinzu, die dem Balken hinzugefügt werden können, um seine Trägheit zu erhöhen. Eine separate Federhalterung über dem Balken hält eine Auswahl von zwei Federn, um den Balken entlang seiner Länge an jeder Sprosse aufzuhängen. Sowohl die Rückwand als auch die Federhalterung sind mit aufgedruckten Skalen versehen. Die Schüler verwenden die Skala auf der Rückwand, um die Massen und Federn einfach zu positionieren und optionalem Dämpfer entlang des Balkens. Sie verwenden die Skala auf der Federhalterung, um das Hookesche Gesetz anzuzeigen und die Federkonstante zu ermitteln. Die Schüler ziehen den Balken vorsichtig nach unten und lassen ihn los, sodass er vibrieren kann. Anschließend ermitteln sie die Schwingungsfrequenz und vergleichen sie damit das aus der Theorie vorhergesagt.
Die verschiedenen Positionen entlang des Balkens ermöglichen es den Schülern, zusätzlich zu den vorgeschlagenen Experimenten eigene Kombinationen von Experimenten auszuprobieren. Beispielsweise könnten sie verschiedene Federpositionen oder mehrere Massen ausprobieren.
Kalibrieren Sie den Verschiebungssensor für die Zusammenarbeit mit VDAS (mkII) zur Echtzeitanzeige und Datenerfassung von Systemschwingungswellenformen. Die Schüler verwenden die Software, um die Verschiebungswellenform anzuzeigen und die Frequenz zu messen. Die Software berechnet und zeigt die ersten beiden Ableitungen der Verschiebungsgeschwindigkeit an und Beschleunigung.
Der TM167 wurde speziell für die Verwendung mit VDAS (mkII) entwickelt. Der Sensorausgang kann jedoch bei Bedarf an Ihr eigenes Datenerfassungssystem oder Oszilloskop angeschlossen werden.
Die Schüler können einen optionalen Dämpfersatz (TM167a) anbringen, um zu testen, wie sich die viskose Dämpfung auf die Schwingungen des Balkens auswirkt. Diese einfache Kolbenscheibe und der Zylinder bilden einen Stoßdämpfer, der in den Testrahmen unter dem Balken passt. Er funktioniert mit leicht erhältlichen ungiftigen Flüssigkeiten ( Nicht unterstützt) für unterschiedliche Dämpfungsstufen. Zum Beispiel: Wasser und Pflanzenöl, probieren Sie ihre eigenen Flüssigkeiten (vorausgesetzt, sie sind sicher und beschädigen die Ausrüstung nicht) und ihre eigenen Kolbenscheiben für Projektarbeiten.
Bei Verwendung des Dämpfer-Kits kann VDAS seine angezeigten Daten an unter- und übergedämpfte Modelle mit viskoser Dämpfung anpassen.
Hinweis: Um den Wechsel zwischen den verschiedenen Flüssigkeiten komfortabler zu gestalten, können Sie beliebig viele Dämpfersätze erwerben.
LERNERFOLGE
• Federausdehnung und -kraft (Federkonstante) sowie das Hookesche Gesetz
• Phasendifferenz zwischen Verschiebung und ihren Ableitungen
• Schwingungsfrequenz und variierendes Massenträgheitsmoment durch variierenden Massenwert
• Schwingungsfrequenz und Federkonstante
• Schwingungsfrequenz und variierendes Massenträgheitsmoment durch variierende Massenposition
• Schwingungsdämpfung und -koeffizient (erfordert optionales Dämpfer-Kit)