Устройство для демонстрации и исследования колебаний конструкции Советский патент 1988 года по МПК C09B23/06 

(Л

с

Изобретение относится к учебным приборам по механике, в частности к приборам для исследования колебательного движения. Устройство позволяет расширить дидактические возможности путем демонстрации динамического демпфирования колебаний. Для этого устройство снабжено дополнительным грузом, соединенным с одним из гру;зов посредством электромагнита, направляющей и пружины, и подключенным к электромагниту пороговым преобразователем, причем пороговый преобразо.ватель подключен к выходу генератора электрических импульсов. Устройство целесообразно использовать на лекциях и в лабораторном практикуме по механике. 2 ил.

4i

4li

О CD

О СО

14)

Изобретение относится к учебным приборам по механике, в частности к приборам для исследования колебательного движения.

Цель изобретения - pacmipeHHe дидактических возможностей путем демонстрации динамического демпфирования колебаний.

На фиг,1 представлена конструкция устройства; на фиг.2 - его электропневматическая схема.

Устройство для демонстрации и исследования колебаний конструкции содержит основание I, выполненное в виде рамы, подсоединенные к основанию .с помощью тросиков 2-А грузы , причем точка крепления тросика к грузу совпадает с точкой проекции центра тяжести каждого груза на его поверхность. Такое закрепление модели позволяет обеспечить благоприятное протекание процесса продольных колебаний в горизонтальной плоскости за счет устранения возможных угловых перемещений грузов. Грузы 5-7 соединены с помощью пружин 8 и 9. В качестве источника механических колебаний используется модель двигателя лета- / тельного аппарата, включающая источник 10 давления, редуктор П и зак- репленные на грузе 5 электропневмо- клапан 12 и камеру 13 давленияе Подвод сжатого газа к электропневмокла-, пану 12 производится по гибкo y трубопроводу 14, что уменьшает погреш- ности при протекании колебательного процесса в результате наложения на одну из масс дополнительной связи На боковой поверхности каждого груза закреплены вмбродатчики 5-J7, которые соединены посредством тонких гибких электросвязей через усилители 18 с блоком 19 питания. Выходы усилителей 18 подключены к осциллографу 20 с блоком 21 питания. К управляющему входу злектропневмоклапана 12 подключен генератор 22 электрических км- пульсов с блоком 23 питания, один из выходов которого подключен также к осциллографу 20, На грузах 5-7 в точках проекции центра тяжести ма их поверхности установлены сменные грузы 2Л-26, например, на .шпильках 27-29. На основании 1 установлены замки для фиксации грузов, выполненные, например, в виде гаек 30-32, установленных на шпильках . С грузом 5 с

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

помощью электромагнита 36 (легкоразъемный замок), направляющей 37 и пружины 38 соединен груз 39, масса которого намного меньше массы каждого из грузов 5-7. Электромагнит 36 подключен посредством тонкой гибкой электросвязи к пороговому преобразователю 40 частоты (например, к частотомеру с компаратором), который подсоединен к выходу генератора 22 электрических импульсов

Устройство работает следующим образом..

После установки заданного расхода сжатого газа от источника 10 давления с помощью редуктора I включают генератор 22 эхгектрических импульсов, электромагнит 36 включен, пороговьй гфеобразователь 40 отключен. Электро- пневмоклапан 12 начинает срабатывать с заданной частотой, при этом возникает периодическая реактивная сила в камере 13, моделирующая пульсацион- ную составляющую ci-шы тяги, которая является периодической возмущающей силой для исследуемой модели, Частота действия СИЛЫ может изменяться с помощью генератора 22, а амплитуда регулироваться с помощью редуктора i1. Механические колебания с помощью вибродатчиков 15-17 преобразуются в электрические сигналы, которые усиливаются с помощью усилителей 18, регистрируются с помощью осциллографа 20а Осциллограф регистрирует частоту генератора 22 электрических импульсов (частоту возмущающей силы). При исследовании колебаний для измерения величины масс на щпильки 27- 29 могут устанавливаться сменные зы 24-26. .

Для исспедования собственных частот колебаний резонансным методом в указанном вьше состоянии устройства постепенно изменяют с помощью генера- .тора 22 частоту возмущающей силы и по возрастанию амплитуды сигналов с датчиков 15-17 (достижение частоты возмущающей силы резонансного значения) , наблюдаемому с помощью осциллографа 20, судят о собственных частотах колебаний многомассовой систе- мы,

При исследовании колебаний методом парциальных частот изучают колебания отдельных грузов при фиксации соответствующих грузов. Для

при фиксации, например, груза 6 выворачивают гайку 31 со шпилыш 34, . при этом гайка 31 наворачивается на шпильку 28, соединяя основание 1 и груз 6.

Демонстрация динамического демпфирования колебаьшй может осуществляться следующим образом.

.5

ние амплитуды колебаний грузов 5-7) - происходит процесс поглощет-гия колеба- i-шй.

Формула изобретения

Устройство для демонстрации и исследования колебаний конструкции по

Предварительно настраивают порого- ю авт. св. № 1324052, отличаю- вый преобразователь частоты 40 на щ е е с я тем, что, с целью расширеопределенную предварительно резонансную частоту многомассовой системы. При достижении частоты возмущающей силы (частоты генератора 22) резонансной частоты пороговой преобразователь частоты 40 вьщает сигнал на электромагнит 36, последний, отключаясь, освобождает груз 39 с пружиной 38, при этом на осциллографе 20 наблюдается резкое снижение амплитуды сигналов с-датчиков 15-17 (снижеСжатый еаз

ние амплитуды колебаний грузов 5-7) - происходит процесс поглощет-гия колеба- i-шй.

Формула изобретения

ния дидактических возможностей путем демонстрации динамического демпфирования колебаний, оно снабжено размещенным в одном из грузов электромагнитом с направляющей с последовательно расположенными на ней пружиной и дополнительным грузом, а также пороговым преобразователем, соединенным входом с дополнительным выходом генератора электрических импульсов, а выходом - с электромагнитом.

Фие. i

/5

Фие,2