Устройство для демонстрации и исследования колебаний конструкции

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН Н 9) 111) 09 В 23/06 ГОСУД ПО ДЕ ОПИСАН К АВТОРСКОМ ИЕ ИЗОБРЕТЕН СР86. м ЕННЫй НО 11 ИТЕТ СССРИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(56) Авторское свидетельство ССУ 324052, кл. С 09 В 23/06, 19(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИИ ИССЛЕДОВАНИЯ КОЛЕБАНИЙ КОНСТРУКЦИИ(57) Изобретение относится к учебныприборам по механике, в частностиприборам для исследования колебателного движения. Устройство поэволяе расщирить 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 преобразо вателем, причем пороговый преобразо" .ватель подключен к выходу генератора электрических импульсов. Устройство целесообразно использовать на лекциях и в лабораторном практикуме по механике. 2 нл.Изобретение относится к учебным приборам по механике, в частности к приборам для исследования колебательного движения. 5Цель изобретения - расширение дидактических воэможностей путем демонстрации динамического демпфирова" ния колебаний,На фиг.1 представлена конструкция 10 устройства; на фиг.2 - его электро- пневматическая схема. Устройство для демонстрации и исследования колебаний конструкции содержит основание 1, выполненное в виде рамы, подсоединенные к основанию с помощью тросиков 2-4 грузы 5-7, причем точка крепления тросика к грузу совпадает с точкой проекции цент" ра 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 летательного аппарата, включающая источник 10 давления, редуктор 11 и закрепленные на грузе 5 электропневмоклапан 12 и камеру 13 давления, Подвод сжатого газа к электропневмокла-,35 пану 12 производится по гибкому трубопроводу 14, что уменьшает погрешности при протекании колебательного процесса в результате наложения на одну из масс дополнительной связи, На боковой поверхности каждого груза закреплены вмбродатчики 15-17, 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 импульсов с блоком 23 питания, один из выходов которого подключен также к осциллографу 20. На грузах 5-7 в точках проекции центра тяжести на их поверхности установлены сменные грузы 24-26 например на шпильках 27-29.У У55 На основании 1 установлены замки для фиксации грузов, выполненные, например, в виде гаек 30-32, установленных на шпильках 33-35. С грузом 5 с помощью электромагнита Зб (легкоразьемный 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 час" тотомеру скомпаратором), 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 11 включают генератор 22 электрических импульсов, электромагнит 36 включен, пороговый преобразователь 40 отключен, Электро" пневмоклапан 12 начинает срабатывать с заданной частотой, при этом возникает периодическая реактивная сила в камере 13, моделирующая пульсационную составляющую силы тяги, которая является периодической возмущающей силой для исследуемой модели, Частота действия силы может изменяться с помощью генератора 2, а амплитуда регулироваться с помощью редуктора 11, 11 еханические колебания с помощью вибродатчиков 15-17 преобразуются в электрические сигналы, которые усиливаются с помощью усилителей 18, регистрируются с помощью осциллографа 20. Осциллограф регистрирует частоту генератора 22 электрических импульсов (частоту возмущающей силы). При исследовании колебаний для измерения величины масс на шпильки 27- 29 могут устанавливаться сменные грузы 24-26.Для исследования собственных час- тот колебаний резонансным методом в указанном вьппе состоянии устройства постепенно изменяют с помощью генера,тора 22 частоту возмущающей силы и по возрастанию амплитуды сигналов с датчиков 35-17 (достижение частоты возмущающей силы резонансчого значения), наблюдаемому с помощью осциллографа 20, судят о собственных частотах колебаний многомассовой системы,При исследовании колебаний методом парциальных частот изучают коле бания отдельных грузов при фиксации соответствующих грузов Для этао.5Формула изобретенияУстройство для демонстрации и исследования колебаний конструкции по 1 О авт, св. В 1324052, о т л и ч а ю "щ е е с я тем, что, с целью расширения дидактических возможностей путедемонстрации динамического демпфирования колебаний, оно снабжено раз- ;Б мещенным в одном из грузов электро 314409при фиксации, например, груза 6 выворачивают гайку 31 со шпильки 34,при этом гайка 31 наворачивается нашпильку 28, соединяя основание 1 игруз 6.Демонстрация динамического демпфирования колебаний может осуществляться следующим образом,Предварительно настраивают пороговый преобразователь частоты 40 наопределенную предварительно резонансную частоту многомассовой системы.При достижении частоты возмущающейсилы (частоты генератора 22 ) резонансной частоты пороговый преобразователь частоты 40 выдает сигнал наэлектромагнит 36, последний, отключаясь, освобождает груз 39 с пружиной 38, при этом на осциллографе 20 20наблюдается резкое снижение амплитуды сигналов с,датчиков 15-17 (сниже 03 4ние амплитуды колебаний грузов 5-7) - происходит процесс поглощения колеба- ний м магнйтом с направляющей с последовательно расположенными на ней прркиной и дополнительным грузом, а также пороговым преобразователем, соединен" ным входом с дополнительным выходом генератора электрических импульсов, а выходом - с электромагнитом.1440903 Тираж 646 ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Раушск3 6141/28 одписное митета СССР ткрытии наб., д, 4/5 Производственно-пол фическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,Составитель С. Алексановактор М.Недолуженко Техред М.Дидык Корректор И.Муск