60411 SS854637

12

4.4. Przebieg ćwiczenia    |

Stanowisko pomiarowe stanowi sztywna rama, do której podwieszane są na walcowych sprężynach dwie masy o konfiguracji odpowiadającej rys. 4.1.

Przed rozpoczęciem właściwych pomiarów dotyczących wyznaczenia częstości naturalnych drgań układu oraz postaci drgań swobodnych należy dokonać identyfikacji mas i sztywności modelu. W tym celu wyznacza się kolejno masy poszczególnych obciążników dokonując pomiaru ich cech geometrycznych, przyjmując, że obciążniki wykonane są ze stali Stl, której gęstość p 1 7.86 g/cm³.

Zarówno obciążniki jak i sprężyny należy wcześniej ponumerować. Następnie wyznacza się wydłużenia statyczne pojedynczych sprężyn, zawieszając je kolejno na ramie i obciążając każdym ponumerowanym obciążnikiem. Należy obliczyć średnią wartość sztywności każdej sprężyny.

Posługując się formułami (4.10) obliczyć należy naturalne częstości drgań własnych badanego układu a następnie na podstawie zależności (4.14) i (4.15) wyznacza się macierz modalną, której składowymi należy posłużyć się przy wzbudzaniu kolejno, odpowiednio pierwszej i drugiej mody drgań.

Zgodnie z rys. 4.2 można zauważyć, że pierwsza moda odpowiada drganiom współbieżnym, natomiast druga drganiom przeciwbieżnym. W związku z tym należy wykonać obserwację drgań własnych badanego układu, po wzbudzeniu kolejno drgań współ- i przeciwbieżnych w przypadku, gdy warunki początkowe odpowiadające przemieszczeniom początkowym będą różnić się od obliczonych składowych macierzy modalnej układu.

Po wzbudzeniu drgań układu odpowiadających kolejno pierwszej i drugiej modzie, należy zmierzyć czas pełnych dwudziestu okresów drgań.

4.5. Zawartość sprawozdania

Sprawozdanie z przebiegu ćwiczenia winno zawierać:

:    opis celu i zakresu badań,

■    schemat stanowiska pomiarowego,

■    wyniki pomiarów geometrycznych cech obciążników,

■    wyniki pomiarów geometrycznych obciążonych i nieobciążonych sprężyn,

*    obliczenia mas obciążników i współczynników sztywności sprężyn,

! podstawowe, niezbędne formuły zastosowane, w przyjętej konfiguracji ponumerowanych obciążników i sprężyn, do obliczenia częstości naturalnych układu i macierzy modalnej,

*    wyniki obliczeń wykonanych na podstawie zastosowanych formuł,

■    wyniki obliczeń okresu, częstotliwości i kołowej częstości naturalnych drgań u„i i u₀i układu,

■    poglądowy rysunek postaci drgań własnych dyskretnych mas stanowiska pomiarowego użytego w ćwiczeniu, wraz z opisem liczbowym wartości ay, podobnie jak to pokazano na rys. 4.2,

■    opis błędów pomiarów,

■    sformułowane wnioski dotyczące uzyskanych wyników, przebiegu ćwiczenia i znaczenia analizy modalnej w praktyce inżynierskiej, w zakresie podstaw teoretycznych zamieszczonych w instrukcji ćwiczenia.

4.6. Literatura

[1]    Ewins D. J.: Modal Testing: Theory and Practice. Research Studies Press Ltd Taunton, Somerset, England, John Willey & Sons Inc., New York 1995 (revised with new notation).

[2]    Irvine H. M.: Structural Dynamics for the Practising Engineer. Allen & Unwin, London 1986.

[3]    Uhl T.: Komputerowo wspomagana identyfikacja modeli konstrukcji mechanicznych. Wspomaganie komputerowe CAD/CAM. WN-T, Warszawa 1997.

[4]    Wojnarowski J.: Metodyczne ćwiczenia laboratoryjne z mechanicznej teorii maszyn. Skrypt Uczelniany Pol. Śląskiej, nr 1162, wyd. IV, Gliwice 1993.