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TM1016V VIBRATIONS LIBRES ET FORCÉES Équipement d'enseignement Équipement de formation mécanique

VIBRATIONS LIBRES ET FORCÉES
Une unité de paillasse pour démontrer les vibrations libres et forcées de deux systèmes masse-faisceau :
1. Une poutre "rigide" avec un pivot à une extrémité et un ressort à l'autre - le ressort fournit l'élasticité
2. Une poutre articulée "flexible" - une poutre articulée avec un pivot à une extrémité et un pivot à rouleaux à l'autre - la poutre elle-même fournit l'élasticité Un cadre en acier rigide et lourd maintient les systèmes.
Le cadre a une fréquence propre basse, de sorte que les vibrations des systèmes ne l'affectent pas. Le cadre comporte deux sections : une "fenêtre" d'expérimentation à droite et un panneau de contrôle à gauche. La fenêtre d'expérience contient la poutre, le ressort et d'autres pièces utilisées dans les expériences.
Conçu avec soin l'équipement afin que toutes les expériences utilisent le même faisceau. Cela donne un temps de configuration et de changement de système simple et rapide. La poutre est en acier rectifié de haute qualité et les pivots utilisent des chemins de roulement à billes de haute qualité pour un frottement et un amortissement accidentel minimaux. Les élèves peuvent faire vibrer les systèmes manuellement. Ils peuvent également forcer les vibrations à l'aide d'un servomoteur à vitesse variable de haute qualité entraînant une masse rotative décalée - formant une "excitatrice". Le servomoteur possède son propre encodeur et un contrôleur avancé pour une régulation précise de la vitesse. Cela donne une variation cyclique minimale due aux variations de charge inertielle.
Un capteur sans contact mesure le déplacement du faisceau. Le capteur n'a aucun contact physique avec le système oscillant, pour un amortissement négligeable.
Un accéléromètre intégré à l'ensemble excitateur fonctionne pour montrer la relation de phase entre le déplacement du faisceau et l'accélération. Il aide également à comparer l'accélération mesurée avec celle dérivée du déplacement à l'aide du logiciel.
L'unité comprend un amortisseur visqueux à surface variable, à utiliser avec un fluide non toxique (fourni) de viscosité stable. Cela garantit des résultats reproductibles sur une plage de températures ambiantes.
Un codeur relié à la masse excitatrice en rotation mesure sa position dynamique. Cela aide à mesurer la relation entre la force appliquée et la position du faisceau, montrant le déphasage avec différentes valeurs d'amortissement.
Inclure un absorbeur de vibrations avec l'équipement. Lorsqu'il est fixé à la poutre, il ajoute un deuxième degré de liberté au système complet. Cela démontre le comportement typique d'un système à 2 degrés de liberté (2DOF). Les étudiants apprennent à "régler" l'absorbeur de vibrations pour éliminer les oscillations du faisceau principal - un cas particulier d'un système 2DOF et une méthode alternative à l'amortissement.

Pour faciliter le rangement des petites pièces et des outils, fournir un plateau de rangement avec l'équipement.
Le panneau de commande abrite le contrôleur du servomoteur et les commandes manuelles, ainsi qu'un affichage numérique de la vitesse du moteur en unités de rev.min–1, rad.s–1 et fréquence en Hz. Il fournit également des sorties du déplacement, de l'accélération, de la position de l'encodeur (masse décalée) et de la vitesse du moteur. Ces sorties sont calibrées et mises à l'échelle pour fonctionner directement avec le système VDAS® (mkII).
Les signaux de sortie se connectent à l'interface VDAS® qui les convertit pour la connexion à un PC adapté (non fourni).
Le logiciel VDAS® (mkII) comprend des fonctions pour afficher des tracés en direct des dérivées premières et secondes, pour montrer les formes d'onde de vitesse et d'accélération en fonction du signal de déplacement. Les fonctionnalités avancées du logiciel permettent le lissage du signal, des tracés de référence et un outil pour aider à mesurer le coefficient d'amortissement des vibrations libres.
Nous avons spécifiquement conçu le TM1016 pour fonctionner avec VDAS®. Cependant, les sorties de capteur et de déclenchement peuvent être connectées à votre propre système d'acquisition de données ou oscilloscope si vous le souhaitez.
RÉSULTATS D'APPRENTISSAGE
• Vibrations libres et forcées d'une poutre rigide et d'un ressort
• Vibrations libres et forcées d'une poutre flexible goupillée – goupillée (simplement supportée)
• Utilisation de l'approximation de Rayleigh pour prédire la fréquence de vibration
• Fréquence d'oscillation et masse variable
• Recherche de la fréquence "faisceau uniquement" à l'aide de la méthode de Dunkerley
• Différence de phase entre le déplacement, ses dérivées et l'accélération mesurée
• Oscillations libres et forcées amorties et coefficient d'amortissement
• Relation de phase entre la force appliquée et la position du faisceau pour différentes valeurs d'amortissement
• Démonstration d'un système à 2 degrés de liberté (2DOF)
• Démonstration d'un absorbeur de vibrations non amorti