Исследование линейных колебательных систем с одной и двумя степенями свободы. Исследование поперечных колебаний стержня. Исследование крутильных колебаний восьмимассового валопровода

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

______________________________________________________

Кафедра «Механика и процессы управления»

ОПИСАНИЕ

ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

 № 1, № 3, № 5 в вибрационной лаборатории

3 курс, весенний семестр

Санкт-Петербург

2013

Составители:  доцент,  к.ф.-м.н.   ШТУКИН  Лев  Васильевич, кафедра     «Механика и процессы управления»

доцент,  к.т.н.   Привалова Ольга Васильевна, кафедра     «Механика и процессы управления»

СОДЕРЖАНИЕ

Введение..................................................................................................................3

Работа № 1. Исследование линейных колебательных систем с одной и двумя степенями свободы. Изучение работы динамического гасителя колебаний .......5

Работа  № 3 Исследование поперечных колебаний стержня……………………..7

Работа № 5 . Исследование крутильных колебаний восьмимассового валопровода..............................................................................................................9

ВВЕДЕНИЕ

Выполнение каждой из лабораторных работ состоит из трех этапов:

1.   Подготовка к лабораторной работе. Сюда входит знакомство с установкой, изучение рекомендованной литературы, выбор расчетной схемы, проведение теоретических расчетов, разработка плана проведения эксперимента, выбор измерительной аппаратуры и обоснование этого выбора.

2.   Непосредственное выполнение экспериментальной части работы. К работе студенты допускаются после собеседования с преподавателем, который убеждается в подготовленности студентов и утверждает план проведения эксперимента.

3.   Составление отчета о проделанной работе и его защита. Отчет должен удовлетворять как по форме, так и по содержанию требованиям ГОСТ 7.32-81 «Отчет о научно-исследовательской работе. Общие требования и правила оформления». В отчете должны быть  представлено описание установки и измерительной аппаратуры, отражены результаты теоретического исследования задачи, приведены подлинные протоколы проведенных экспериментов, результаты обработки экспериментальных данных. В заключении делаются выводы по результатам проведенного исследования. Приводится список источников, которые использовались в процессе проведения исследования и написания отчета.    

РАБОТА № 1

ИССЛЕДОВАНИЕ ЛИНЕЙНЫХ КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ

С ОДНОЙ И ДВУМЯ СТЕПЕНЯМИ СВОБОДЫ.

ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ ДИНАМИЧЕСКОГО ГАСИТЕЛЯ КОЛЕБАНИЙ

1.   Описание установки

Схема установки представлена на рис.1. Прямоугольная плита 1 закреплена на основании 2 с помощью четырех пар упругих элементов 3, конструктивно образуя вибростол. На верхней поверхности плиты 1 закреплены электродвигатель постоянного тока 4 и кронштейн 5 с подшипниками. В подшипниках установлен вал с диском 6. Диск 6 соединен с электродвигателем 4 ременной передачей. На диске 6 закреплен стержень 7 с грузом 8. На плите 1 закреплена также консольная пластина 9, на которой может быть установлен груз 10, образующий вместе с пластиной 9 динамический гаситель колебаний вибростола. На нижней поверхности плиты 1 закреплены лопатка 11, погруженная в масло, и кронштейн 12 для закрепления динамометра 13.

Упругие элементы 2 и консольная пластина 9 оснащены тензорезисторами. Тензорезисторы подключены к двухканальному тензоусилителю. Выход тензоусилителя соединен с электронным осциллографом.

Измеритель частоты вращения диска 6 содержит диск с отверстиями, источник света, фоторезистор, схему формирования импульсов и цифровой частотомер.

Для измерения статического смещения вибростола служит индикатор часового типа.

2.   Задача исследования

2.1. Исследование свободных колебаний в  системе с одной степенью свободы. Экспериментальная оценка характера действующих в системе сил трения. Идентификация коэффициентов уравнения движения по экспериментальным данным.

2.2. Исследование вынужденных колебаний в системе с одной степенью свободы.

2.3. Исследование процесса прохода через резонанс.

2.4. Исследование явления динамического гашения колебаний.

3.   Некоторые параметры установки

Масса неуравновешенного вращающегося груза, г                                              96

Эксцентриситет груза, мм                                                                                       20

Масса груза динамического гасителя, кг                                                               2,2

Рекомендуемая литература

1.   Лойцянский Л.Г., Лурье А.И. Курс теоретической механики. Т. 2, М. Наука, 1983.

2.   Ден-Гартог Дж. Механические колебания. М. Физматгиз, 1960.

3.   Бидерман В.Л. Теория механических колебаний. М. Высшая школа, 1980.       

Рис.1. Схема установки

1- стол;   2 – основание;   3 – упругая опора;   4 – двигатель;   5 – кронштейн;

6 – диск;   7 – стержень;   8 – груз;   9 – пластина;   10 – груз;

11 – лопатка;   12 – кронштейн;   13 – динамометр

РАБОТА № 3

ИССЛЕДОВАНИЕ ПОПЕРЕЧНЫХ КОЛЕБАНИЙ СТЕРЖНЯ

1.   Описание установки.