自由振動と強制振動 教育機器 機械的トレーニング機器

TM1016V 自由振動と強制振動 教育機器 メカニカルトレーニング機器

自由振動と強制振動
2 つの質量ビーム システムの自由振動と強制振動を実証するためのベンチトップ ユニット:
1.一端にピボット、もう一端にバネを備えた「硬い」ビーム – バネが弾力性を提供します
2.「柔軟な」ピン留め - 一端にピボット、もう一端にローラーピボットを備えたピン留めビーム - ビーム自体が弾性を提供します。 硬くて重い鉄骨フレームがシステムを保持します。
フレームの固有振動数は低いため、システムの振動の影響を受けません。 フレームには 2 つのセクションがあります。右側の実験「ウィンドウ」と左側のコントロール パネルです。 実験ウィンドウには、実験で使用される梁、バネ、その他の部品が含まれています。
すべての実験で同じビームが使用されるように装置を慎重に設計しました。 これにより、システムのセットアップと切り替え時間が簡単かつ迅速になります。 ビームは高級研削鋼製で、ピボットには高品質のボールレースが使用されており、摩擦と付随的な減衰を最小限に抑えています。 学生はシステムを手動で振動させることができます。 また、回転オフセット質量を駆動する高品質可変速サーボモーターを使用して振動を強制することもでき、「励振器」を形成します。 サーボモーターには独自のエンコーダーと高度なコントローラーがあり、正確な速度調整を実現します。 これにより、慣性負荷の変動による周期的な変動が最小限に抑えられます。
非接触センサーがビームの変位を測定します。 センサーは振動システムと物理的に接触しておらず、減衰は無視できます。
励振器アセンブリに組み込まれた加速度計は、ビーム変位と加速度の間の位相関係を示すように機能します。 また、ソフトウェアを使用して測定された加速度と変位から導出された加速度を比較するのにも役立ちます。
このユニットには、安定した粘度の非毒性液体 (供給) を使用するための可変面積粘性ダッシュポット ダンパーが含まれています。 これにより、周囲温度の範囲にわたって再現性のある結果が保証されます。
回転励磁質量にリンクされたエンコーダは、その動的位置を測定します。 これは、加えられた力とビームの位置の関係を測定するのに役立ち、さまざまな減衰値による位相遅れを示します。
機器には振動吸収装置を組み込みます。 ビームに固定すると、システム全体に 2 番目の自由度が追加されます。 これは、2 自由度 (2DOF) システムの典型的な動作を示しています。 学生は、メインビームの振動を除去するために振動吸収装置を「調整」する方法、つまり 2DOF システムの特殊なケースであり、減衰の代替方法である方法を学びます。

小さな部品や工具を保管しやすいように、装置に保管トレイを提供します。
コントロール パネルには、サーボモーター コントローラーとマニュアル コントロールが収納されており、モーター速度 (rev.min-1、rad.s-1 単位)、および周波数 (Hz) がデジタル表示されます。 また、変位、加速度、エンコーダ (オフセット マス) の位置、およびモーター速度の出力も提供します。 これらの出力は、VDAS® (mkII) システムで直接動作するように校正およびスケーリングされます。
出力信号は VDAS® インターフェイスに接続され、適切な PC (別売り) に接続できるように変換されます。
VDAS® (mkII) ソフトウェアには、一次および二次導関数のライブ プロットを表示し、変位信号に基づいて速度および加速度の波形を表示する機能が含まれています。 ソフトウェアの高度な機能により、信号の平滑化、参照プロット、および自由振動減衰係数の測定に役立つツールが可能になります。
TM1016 は VDAS® で動作するように特別に設計されています。 ただし、必要に応じて、センサーおよびトリガー出力を独自のデータ収集システムまたはオシロスコープに接続できます。
学習成果
• 剛性ビームとスプリングの自由振動と強制振動
• 柔軟なピン固定（単純に支持された）ビームの自由振動と強制振動
• レイリー近似を使用した振動周波数の予測
• 振動の周波数と質量の変化
• ダンカリー法を使用した「ビームのみ」の周波数の検出
• 変位、その導関数、および測定された加速度の間の位相差
• 減衰自由振動および強制振動と減衰係数
• 異なる減衰値に対する、加えられる力とビーム位置の位相関係
• 2 自由度 (2DOF) システムのデモンストレーション
• 非減衰振動吸収装置のデモンストレーション