VIBRAÇÕES LIVRES E FORÇADAS Equipamento de Ensino Equipamento de Treinamento Mecânico

TM1016V VIBRAÇÕES LIVRES E FORÇADAS Equipamento de ensino Equipamento de treinamento mecânico

VIBRAÇÕES LIVRES E FORÇADAS
Uma unidade de bancada para demonstrar vibrações livres e forçadas de dois sistemas de vigas de massa:
1. Uma viga 'rígida' com um pivô em uma extremidade e uma mola na outra - a mola fornece a elasticidade
2.Um pino 'flexível' - viga com pinos com um pivô em uma extremidade e um pivô de rolo na outra - a própria viga fornece a elasticidade Uma estrutura de aço rígida e pesada mantém os sistemas.
O quadro tem uma frequência natural baixa, portanto as vibrações dos sistemas não o afetam. O quadro tem duas seções: uma 'janela' de experimento à direita e um painel de controle à esquerda. A janela do experimento contém a viga, a mola e outras peças usadas nos experimentos.
O equipamento foi cuidadosamente projetado para que todos os experimentos usem o mesmo feixe. Isso fornece um tempo de configuração e troca de sistema simples e rápido. A viga é de aço retificado de alta qualidade e os pivôs usam pistas de esferas de alta qualidade para menor atrito e amortecimento incidental. Os alunos podem vibrar os sistemas manualmente. Eles também podem forçar as vibrações usando um servomotor de velocidade variável de alta qualidade que aciona uma massa de deslocamento rotativa - formando um 'excitador'. O servomotor possui seu próprio codificador e controlador avançado para regulação precisa da velocidade. Isto dá variação cíclica mínima devido a variações de carga inercial.
Um sensor sem contato mede o deslocamento do feixe. O sensor não tem contato físico com o sistema oscilante, para um amortecimento desprezível.
Um acelerômetro embutido no conjunto do excitador funciona para mostrar a relação de fase entre o deslocamento do feixe e a aceleração. Também ajuda a comparar a aceleração medida com aquela derivada do deslocamento usando o software.
A unidade inclui um amortecedor viscoso de área variável, para uso com um fluido não tóxico (fornecido) de viscosidade estável. Isso garante resultados repetíveis em uma faixa de temperatura ambiente.
Um encoder ligado à massa giratória do excitador mede sua posição dinâmica. Isso ajuda a medir a relação entre a força aplicada e a posição da viga, mostrando o atraso de fase com diferentes valores de amortecimento.
Incluir um absorvedor de vibração com o equipamento. Quando fixado à viga, adiciona um segundo grau de liberdade ao sistema completo. Isso demonstra o comportamento típico de um sistema de 2 graus de liberdade (2DOF). Os alunos aprendem como 'ajustar' o absorvedor de vibração para eliminar as oscilações da viga principal - um caso especial de um sistema 2DOF e um método alternativo ao amortecimento.

Para ajudar a armazenar pequenas peças e ferramentas, forneça uma bandeja de armazenamento com o equipamento.
O painel de controle abriga o controlador do servomotor e os controles manuais, juntamente com um display digital da velocidade do motor em unidades de rev.min–1, rad.s–1 e frequência em Hz. Ele também fornece saídas de deslocamento, aceleração, posição do codificador (massa compensada) e velocidade do motor. Essas saídas são calibradas e dimensionadas para trabalhar diretamente com o sistema VDAS® (mkII).
Os sinais de saída são conectados à interface VDAS® que os converte para conexão a um PC adequado (não fornecido).
O software VDAS® (mkII) inclui funções para exibir gráficos ao vivo de primeira e segunda derivadas, para mostrar formas de onda de velocidade e aceleração com base no sinal de deslocamento. Recursos avançados do software permitem suavização de sinal, gráficos de referência e uma ferramenta para ajudar a medir o coeficiente de amortecimento de vibração livre.
Projetaram especificamente o TM1016 para trabalhar com VDAS®. No entanto, as saídas do sensor e do acionador podem ser conectadas ao seu próprio sistema de aquisição de dados ou osciloscópio, se desejado.
RESULTADOS DE APRENDIZAGEM
• Vibrações livres e forçadas de uma viga rígida e mola
• Vibrações livres e forçadas de uma viga flexível pino-pino (simplesmente apoiada)
• Usando a aproximação de Rayleigh para prever a frequência de vibração
• Frequência de oscilação e variação de massa
• Encontrando a frequência de 'somente feixe' usando o método de Dunkerley
• Diferença de fase entre deslocamento, suas derivadas e aceleração medida
• Oscilações livres e forçadas amortecidas e coeficiente de amortecimento
• Relação de fase entre a força aplicada e a posição da viga para diferentes valores de amortecimento
• Demonstração de um sistema de 2 graus de liberdade (2DOF)
• Demonstração de um absorvedor de vibração não amortecido