LABORATORIUM WIBROAKUSTYKI MASZYN Wydział Budowy Maszyn i Zarządzania Instytut Mechaniki Stosowanej Zakład Wibroakustyki i Bio-Dynamiki Systemów
Grupa: M2 Imię i Nazwisko: 1.Kukiełczyński Piotr 2.Nowak Rafał	Ćwiczenie nr. 2 : Wibroizolacja – określanie właściwości wibroizolacyjnych materiałów
	Data wykonania ćwiczenia: 22 listopad 2011	Data oddania sprawozdania: 20 grudzień 2011

1. Cel ćwiczenia:

• Ocena właściwości wibroizolacyjnych badanych materiałów.

• Poznanie układu do badania funkcji wibroizolacji oraz zasad przeprowadzania testu harmonicznego.

• Wyznaczenie funkcji wibroizolacji badanego materiału (wibroizolatora) metodą testu harmonicznego.

• Wyznaczenie praktycznego zakresu wibroizolacji dla badanego materiału.

1. Schemat stanowiska:

1. Schemat blokowy stanowiska do wyznaczania właściwości wibroizolacyjnych materiałów; 1 – wzbudnik drgań, 2 – badany materiał wibroizolacyjny, 3 – obiekt chroniony (wibroizolowany), 4 – piezoelektryczne przetworniki drgań, 5 – miernik drgań, 6 – oscyloskop, 7 – generator sygnału harmonicznego, 8 – wzmacniacz mocy, 9 – częstotliwościomierz

1. Przebieg ćwiczenia:

W trakcie zajęć zmienialiśmy częstotliwość drgań obiektu chronionego. Dla różnych częstotliwości odczytywaliśmy z aparatury pomiarowej amplitudy prędkości drgań podłoża w₀ i drgań na obiekcie wibroizolowany v₀. Następnie obliczaliśmy stosunek v₀/w₀.

1. Wyniki pomiarów:

Lp	Częstotliwość f [Hz]	Amplituda prędkości drgań podłoża w0 [m/s]	Amplituda prędkości drgań na obiekcie wibroizolowanym v0 [m/s]	Stosunek drgań na obiekcie do drgań na podłożu v0/w0
1	3,4	0,400	0,300	0,75
2	8,2	0,320	0,300	0,94
3	14,1	0,210	0,220	1,05
4	18,9	0,220	0,260	1,18
5	25,6	0,150	0,210	1,40
6	31,3	0,112	0,160	1,43
7	36,0	0,080	0,144	1,80
8	40,5	0,050	0,123	2,46
9	45,9	0,032	0,114	3,56
10	51,5	0,013	0,104	8,00
11	52,3	0,013	0,106	8,15
12	53,4	0,014	0,106	7,57
13	54,1	0,015	0,108	7,20
14	54,9	0,017	0,108	6,35
15	55,5	0,019	0,114	6,00
16	56,7	0,023	0,106	4,61
17	59,8	0,034	0,109	3,21
18	61,0	0,037	0,110	2,97
19	63,5	0,061	0,116	1,90
20	69,2	0,096	0,125	1,30
21	71,3	0,100	0,126	1,26
22	74,8	0,132	0,126	0,95
23	79,9	0,150	0,108	0,72
24	86,0	0,145	0,080	0,55
25	92,1	0,132	0,050	0,38
26	102,3	0,101	0,040	0,40
27	104,1	0,098	0,030	0,31

1. Obliczenia:

Odczytane z wykresu:

A_max=8,15

$$\frac{A_{\max}}{\sqrt{2}} = 5,76$$

f₀ = 52, 3Hz

f₁ = 44, 3Hz

f₂ = 47, 9Hz

$$Q = \frac{f_{0}}{f_{2} - f_{1}} = \frac{1}{2\xi} \rightarrow \xi = \frac{f_{2} - f_{1}}{2f_{0}}$$

Q – dobroć układu mechanicznego;

ξ – stopień tłumienia.

$$\xi = \frac{47,9 - 44,3}{52,3} = 0,07$$

Teoretyczna funkcja wibroizolacji przedstawia się wzorem:

$$K\left( f \right) = \sqrt{\frac{1 + 4\xi^{2}\left( \frac{f}{f_{0}} \right)^{2}}{\left\lbrack 1 - \left( \frac{f}{f_{0}} \right)^{2} \right\rbrack^{2} + 4\xi^{2}\left( \frac{f}{f_{0}} \right)^{2}}}$$

1. Zestawienie wyników, wykresy kolumnowe, punktowe itp. najbardziej adekwatne do uzyskanych wyników:

Lp	Częstotliwość f [Hz]	Wartości doświadczalnej funkcji wibroizolacji	Wartości teoretycznej funkcji wibroizolacji
1	3,4	0,75	1,00
2	8,2	0,94	1,03
3	14,1	1,05	1,08
4	18,9	1,18	1,15
5	25,6	1,40	1,31
6	31,3	1,43	1,55
7	36,0	1,80	1,88
8	40,5	2,46	2,43
9	45,9	3,56	3,87
10	51,5	8,00	7,15
11	52,3	8,15	7,21
12	53,4	7,57	6,77
13	54,1	7,20	6,28
14	54,9	6,35	5,65
15	55,5	6,00	5,19
16	56,7	4,61	4,36
17	59,8	3,21	2,92
18	61,0	2,97	2,56
19	63,5	1,90	2,01
20	69,2	1,30	1,32
21	71,3	1,26	1,16
22	74,8	0,95	0,96
23	79,9	0,72	0,76
24	86,0	0,55	0,60
25	92,1	0,38	0,49
26	102,3	0,40	0,37
27	104,1	0,31	0,35

1. Wnioski, podsumowanie:

• Doświadczalna funkcja wibroizolacji jest bardziej postrzępiona niż doświadczalna. Wynika to z faktu, że do uzyskanych wyników mogły się wkraść pewne błędy odczytu. Ponadto teoria zakłada przypadki idealne. Środowisko zewnętrzne również mogło mieć wpływ na uzyskane wyniki.
  Z tego samego powodu szczyt doświadczalnej funkcji wibroizolacji K(f) znajduje się wyżej niż dla funkcji teoretycznej.

• Zakres częstotliwości, w którym funkcja osiąga wartość maksymalną jest obszarem rezonansu układu mechanicznego.

• Obszar praktycznej wibroizolacji przyjmuje się dla δ>3 (bezwymiarowa częstość wymuszenia), gdzie K<<1. Wynika to z faktu, że amplituda drgań chronionego obiektu powinna być znacznie mniejsza od amplitudy drgań podłoża.