WSTĘP

W technice bardzo szeroko rozpowszechnione są urządzenia, w których występują opory hydrauliczne. Siła tłumienia jest w tym przypadku zależna od rodzaju występującego przepływu cieczy oraz budowy tłumika. Celem ćwiczenia jest eksperymentalne określenie wielkości, którą przyjęto za miarę tłumienia drgań zwanej logarytmicznym dekrementem tłumienia.

W przypadku gdy siła tłumienia jest proporcjonalna do prędkości występuje tłumienie wiskotyczne. Ma ono miejsce przy ruchu ciał w płynie lepkim, przy niedużych prędkościach. Równanie ruchu układu ma wtedy postać:

gdzie: m-masa[kg]

c-współczynnik oporu lepkiego[kg/s]

k-współczynnik siły sprężystości[N/m]

Postać drgań swobodnych zależy od wielkości współczynnika tłumienia h. Możemy wyróżnić trzy przypadki tłumienia: podkrytyczne, krytyczne i nadkrytyczne. Największe zastosowanie w technice ma przypadek pierwszy. Tłumienie podkrytyczne ma miejsce wtedy, gdy h < ω0 (ω0-częstość drgań własnych). Postać tych drgań przedstawia poniższy wykres:

Powyższe drgania są nieokresowe, jednak kolejne położenia środkowe i kolejne maksymalne wychylenia są osiągane po jednakowych odstępach czasu.

Tłumienie krytyczne ma miejsce wtedy, gdy h = ω0. Postać tych drgań przedstawia poniższy wykres:

Tłumienie nadkrytyczne ma miejsce wtedy, gdy h > ω0. Postać tych drgań przedstawia poniższy wykres:

PRZEBIEG ĆWICZENIA

Schemat stanowiska pomiarowego

1-sprężyna

2-masa drgająca

3-tłumik olejowy

4-tensometry oporowe

5-podstawa

6-aparatura rejestrująca

Ćwiczenie wykonano w następującej kolejności:

1. ustawiono minimalny kąt przysłonięcia otworów αmin w tłoczku tłumika

2. dla ustalonego αmin pobudzono układ do drgań 2 razy zadając różne wychylenia początkowe x0 masy drgającej i otrzymano w ten sposób 2 wykresy x=f(t) na rejestratorze

3. dla otrzymanych wykresów znaleziono dekrementy tłumienia δ

4. powtórzono punkt 3) dla kilku kątów α>αmin (aż do osiągnięcia stanu tłumienia nadkrytycznego)

WYNIKI POMIARÓW I OBLICZEŃ

Lp.	α [°]	x0 [mm]		δ	Uwagi
1.	αmin=0°	3 6	1,1733 1,1938	0,1598 0,1771
2.	9°	3 6	1,2244 1,2467	0,2024 0,2205	Tłumienie
3.	18°	3 6	1,2794 1,3	0,2464 0,2624	podkrytyczne (h < ω0)
4.	27°	3 6	0,3819 0,6061	0,3819 0,6061
5.	36°	3 6	- -	- -	Tłumienie nadkrytyczne (h > ω0)

WNIOSKI

Siła oporu w układzie drgającym wpływa na charakter ruchu w ten sposób, że może on być ruchem drgającym, bądź ruchem nie mającym cech drgań. Postać drgań zależy od wartości współczynnika tłumienia.

Z opisu budowy tłumika wiadomo, że średnicę hydrauliczną otworu można zmieniać w pewnym zakresie poprzez zmianę wielkości przykrycia otworów w tłoczku. Powoduje to zmianę wielkości tłumienia. Zależność między współczynnikiem tłumienia a wielkością przykrycia otworów tłoczka w tłumiku wyznaczyć można na podstawie analizy drgań swobodnych układu przy różnym stopniu przykrycia otworów tłoczka.

W celu wyznaczenia zakresu amplitud wychylenia, przy których tłumik wykazuje liniowość należy wyznaczyć logarytmiczny dekrement drgań (który nie zależy od czasu i równy jest logarytmowi stosunku dwu kolejnych maksymalnych wychyleń) dla kilku wartości amplitud wychylenia. Zakres amplitud wychylenia, przy których dekrement będzie stały jest zakresem liniowości tłumika.

1

4

1

2

7

3

5

R

6

MT

---