Wyznaczanie parametru tarcia wewnetrznego materiału padanej próbki za pomocą metody rezonansowej.

f

[Hz]

0

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

32

34

36

38

40

d

[mm]

0

0

3

3.5

4

4

4

4

4

4

4

4.5

4.5

5

5

5

5

tg 0x01 graphic

x10-3

0

2.7

3.1

3.5

3.5

3.5

3.5

3.5

3.5

3.5

3.5

4

4.4

4.4

4.4

4.4

4.4

42

44

46

48

50

52

54

56

58

60

65

70

75

80

5.5

6

6.5

7.5

6

8

10

15

20

24.5

14

7

6

4.5

-31

5.3

5.7

6.6

5.3

7.1

8.8

13.3

17.7

21.7

12.4

6.2

5.3

4

85

90

95

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

3.5

3

2.5

2

1.5

1.5

1

1

1

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

3.1

2.7

2.2

1.7

1.3

1.3

0.8

0.8

0.8

0.4

0.4

0.4

0.4

0.4

Obliczenia do amplitudy kontowej drgań wymuszonych :

0x01 graphic

Z wykresu ależności amplitudy drań wymuszonych od częstotliwości momentu wymuszającego wynika, że :

częstotliwość rezonansowa : fr = (60 ±0,5) [Hz]

częstotliwości f1 i f2 dla których amplituda jest 0x01 graphic
razy mniejsza od amplitudy maksymalnej :

f1 = (56 ±0,5) [Hz] i f2 = (65 ±0,5) [Hz]

Obliczam szerokość połówkową krzywej rezonansu :

0x01 graphic
±6%

Obliczam kąt przesunięcia fazowego między naprężeniami i odkształceniami przy częstotliwości rezonansowej :

0x01 graphic

Obliczam współczynnik tłumienia :

0x01 graphic

Wyznaczanie parametru tarcia wewnętrznego materiału podanej próbki za pomocą metody dekrementu logarytmicznego:

0x01 graphic

Wyznaczam niepewność pomiarową dla pomiaru z próbką :

Sa = 0,1093 [s]

ST = 0,011 [s]

Okres drgań próbki :

T1 = (3.442 ± 0.011) [s]

Wyznaczam niepewność pomiarową dla pomiaru bez próbki :

Sb = 0,2772 [s]

ST = 0,028

Okres drgań urządzenia bez próbki :

T2 = (8.059 ± 0.028) [s]

Pomiar kilku kolejnych amplitud :

0x01 graphic

Wymiary próbki (gumy) :

l = (232 ± 0.05) [mm]

b = (26.7 ± 0.05) [mm]

h = (5.1 ± 0.05) [mm]

Dane dotyczące przyrządu :

Moduł sztywności drucika stalowego : 0x01 graphic

Stała drucika : 0x01 graphic

Moment kierujący drucika stalowego : 0x01 graphic

Moment bezwładności ruchomej części przyrządu :0x01 graphic

Obliczam prędkość kątową :

0x01 graphic
0x01 graphic

Obliczam logarytmiczny dekrement tłumienia drgań :

0x01 graphic
0x01 graphic

Obliczamy pomocniczą stałą K :

0x01 graphic

stałą α wyznaczamy z tabeli zależności 0x01 graphic
, α = 0,333.

Wyznaczamy moduły sprężystości próbki G 1 i moduł rozproszenia G2:

0x01 graphic

Obliczamy kąt przesunięcia fazowego między naprężeniami i odkształceniami :

0x01 graphic

Wyznaczamy współcznnik tłumienia drgań :

0x01 graphic
±3%

Obliczamy współczynnik lepkości :

0x01 graphic

Wnioski:

Błędy związane z pomiarami amplitud mogą wiązać się z dynamicznym odczytem wskazań, różną grubością plamki świetlnej na matowej skali odczytnika oraz z paralaksy. Przedziały błędów pomiarowych biorą się z dość skomplikowanymi obliczeniami oraz ich zaokrągleniami. Wzory charakteryzujące urządzenia są podane w przybliżeniu np. tanges kąta opóźnienia fazowego między odkształceniami i naprężeniami przy częstości rezonansowej jest w przybliżeniu równy względnej szerokości połówkowej krzywej rezonansu, co również wpływa na ostateczny wynik.