ビームとスプリングの自由振動 職業訓練装置 機械訓練装置

TM167 ビームとスプリングの自由振動 職業訓練装置 機械訓練装置

梁とばねの自由振動
この製品は、単純な「1 自由度」システムの自由振動を探求する製品群の一部です。
次のような重要な科学用語を生徒に紹介します。
• 単振動（SHM）と振動周波数
• 慣性モーメント
• 振動減衰
• ばね定数とフックの法則
• 変位とその導関数間の位相差
この製品は、研究やデモンストレーション用のタフなテストフレーム (TM160) に適合します。
この製品には、一端が旋回するビームが含まれており、もう一端はコイルばねで吊り下げられています。これを質量ばねシステムと比較できますが、ビームの質量モーメント慣性が単純な質量に置き換わります。この一般的なシステムは機械に使用されます。そして車両のサスペンション。
バックパネルはテストフレームに固定されています. パネルはピボットと非接触変位センサーを保持しています. ピボットには高品質の自動調心ベアリングが含まれており、剛性ビームの左端を保持しながら自由に回転できますセンサーは、動きをガイドしながら、無視できる減衰でビームの右端の振動を測定します。

ビームは、等間隔の「横木」を備えた「はしご」タイプの構造です。横木は、ビームの長さに沿って均一に分散された質量を維持しながら、便利な取り付け位置を提供します。ビームに追加する一連の質量を含めて、ビームの慣性を増加させます。ビームの上にある別のスプリング ブラケットには、その長さに沿って任意の横木からビームを吊るすための 2 つのスプリングから選択できます。バック パネルとスプリング ブラケットの両方にスケールが印刷されています。生徒はバック パネルのスケールを使用して、質量、スプリングの位置を簡単に調整できます。ビームに沿ってオプションのダンパーを取り付けます。バネ ブラケットのスケールを使用してフックの法則を示し、バネ定数を求めます。生徒はビームをそっと下に引っ張って放し、振動させます。その後、振動の周波数を見つけて、それと比較します。理論から予測したことです。
ビームに沿った複数の位置により、学生は、提案されたものに加えて、独自の実験の組み合わせを試すことができ、たとえば、異なるスプリング位置や複数の質量を試すことができます。
システム振動波形のリアルタイム表示とデータ収集のために VDAS (mkII) と連動するように変位センサーを校正します。学生はソフトウェアを使用して変位波形を確認し、周波数を測定します。ソフトウェアは変位 - 速度の最初の 2 つの導関数を計算して表示します。そして加速。
TM167 は VDAS (mkII) で動作するように特別に設計されていますが、必要に応じてセンサ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。
学生はオプションのダンパー キット (TM167a) を取り付けて、粘性減衰がビームの振動にどのような影響を与えるかをテストできます。この単純なピストン ディスクとシリンダーは、ビームの下のテスト フレームに適合するダッシュポット ダンパーを形成します。これは、簡単に見つけられる非毒性の液体で動作します (サポートされていません) さまざまな減衰レベルに対応しています例: 水と植物油は、プロジェクト作業用に独自の液体 (安全で機器に損傷を与えないことが条件) と独自のピストン ディスクを試します。
ダンパー キットを使用すると、VDAS は表示されたデータを過小減衰および過減衰の粘性減衰モデルに適合させることができます。
注: さまざまな流体間の交換をより便利にするために、ダンパー キットをいくつでも購入できます。
学習成果
• ばねの伸びと力（ばね定数）、およびフックの法則
• 変位とその導関数間の位相差
• 質量値の変化による振動周波数と質量慣性モーメントの変化
・振動周波数とバネ定数
• 質量位置の変化による振動周波数と質量慣性モーメントの変化
・振動減衰と係数（オプションのダンパーキットが必要）