2020-10-11
91
 |
В качестве системы с одной степенью свободы используется упругая стальная балка с прямоугольным поперечным сечением, установленная на двух шарнирных опорах (рис. 14). Размеры балки 7
80 1050 мм. Обе опоры подвижные и позволяют уменьшать рабочую длину балки до 800мм. В центре балки расположены вибратор 1 и устройство для крепления съёмных грузов 2,
являющиеся присоединенной массой. Масса вибратора с устройством равна 8,18 кг. Грузы выполнены в виде металлических шайб с массой 1,04 кг каждая. Изменяя количество грузов и расстояние между опорами, можно регулировать общую массу присоединённого к балке груза и жёсткость балки.
Вибратор (рис. 15) служит для возбуждения вынужденных поперечных колебаний балки. Он состоит из двух шестерён 1, на которых закреплены инерционные массы 2 с эксцентриситетом r. Одна из шестерён соединена
 |
гибким валом с электродвигателем постоянного тока 3 и системой для измерения скорости вращения двигателя. Система состоит из тахометра ЦАТ‑3М 4, фотодиодного устройства 5 и диска с отверстиями 6, который жёстко соединён с валом двигателя 3. Скорость вращения вала двигателя регулируется изменением тока с помощью реостата.
|
|
|
При симметричном расположении инерционных масс 1 (рис. 16) горизонтальные составляющие сил инерции F взаимно уравновешиваются. На балку действует только вертикальная составляющая 
где 
0,201кг – величина инерционной массы; r = 0,01м; 
– угловая скорость вращения вала и шестерён.
Измерение амплитуды колебаний балки осуществляется с помощью тензорезисторов омического сопротивления (активный тензорезистор наклеен в центральной части балки, компенсационный – на неподвижном элементе), тензоусилителя ТОПАЗ-4-01 и шлейфового осциллографа, который фиксирует на фотобумаге диаграмму колебаний во времени. По известной скорости движения фотобумаги можно определить период и частоту колебаний балки.
Опыт № 1. Исследование собственных колебаний балки
Цель опыта
1. Определение частоты собственных колебаний, логарифмического декремента затухания и коэффициента демпфирования колебаний балки.
2. Исследование влияния массы груза и жесткости балки на частоту и логарифмический декремент затухания собственных колебаний.
