Оборудование, приспособления, инструмент

1. Установка типа СМ21М.

2. Тензоусилитель “топаз”.

3. Блок питания НЭПП1.

4. Регистрирующий самопишущий прибор Н338.

Установка типа СМ21М (см. рис. 7.4) состоит из следующих основных частей: исследуемого образца-балки 1, имеющего прямоугольное поперечное сечение; двух опор: шарнирно-неподвижной 2 и шарнирно-подвижной 3, основания 4 с регулируемыми винтами-ножками 5, пульта управления 6, индикатора 7 часового типа с ценой деления 0,01 мм, установленного на стойке 8 штанги 9 с электромагнитом 10 и микрометрическим винтом (11), груза 12 массой 1 кг, размещенного на подставке (13). Электромагнит предназначен для удержания падающего груза 14 на требуемой высоте над исследуемым образцом. Электромагнит установлен в кронштейне 15, последний имеет возможность перемещаться вдоль штанги с отсчетом величины перемещения по шкале. При обесточивании электромагнита шарик падает на балку, вследствие чего она совершает гармонические затухающие колебания вместе с шариком (случай неупругого удара). Для предупреждения возможного отскока шарика балка снабжена специальным ловителем 16. Гармонические затухающие колебания балки записываются регистрирующим самопишущим прибором Н338 от двух тензодатчиков сопротивления, наклеенных на балку (17). Определение статической деформации (прогиба) балки производится с помощью индикатора часового типа с целью деления 0,01 мм.

В процессе удара индикатор отводится в сторону. Величина динамического прогиба определяется с помощью микрометрического винта с ценой деления 0,01 мм по моменту контакта торца винта с колеблющейся балкой.

Рис. 7.4. Установка СМ21М:

1 – табличка фирменная; 2 – винт-ножка; 3 – основание; 4 – опора левая; 5 – пульт управления; 6 – винт микрометрический; 7 – образец исследуемый; 8 – тензодатчик сопротивления; 9 – штанга; 10 – ограничитель; 11 – винт стопорный; 12 – кронштейн; 13 – электромагнит; 14 – шарик; 15 – ловитель; 16 – серьга; 17 – опора правая; 18 – индикатор часового типа; 19 – груз; 20 – подставка; 21 –стойка индикаторная

Пульт управления выполнен в виде отдельного блока и смонтирован на основании установки. На лицевой панели пульта расположены следующие органы управления и сигнализации:

а) тумблер “220 В” предназначен для включения электропитания пульта;

б) лампа “Сеть” сигнализирует о включении установки;

в) лампа “Контакт” служит для сигнализации момента контакта колеблющейся балки с микрометрическим винтом;

г) тумблер “Электромагнит-запись” служит для подачи питания на обмотку электромагнита;

д) кнопка “Сброс” предназначена для возврата схемы в исходное положение перед началом следующего опыта;

е) клеммы “Датчики” - для подключения тензодатчиков сопротивления на вход тензоусилителя.

Техника безопасности

3.1. Запрещается производить измерение линейных размеров балки при включенной установке.

3.2. Во время эксперимента строго соблюдать порядок проведения опыта.

3.3. Категорически запрещается включать установку без разрешения преподавателя.

3.4. Произвести монтаж установки и подключение оборудования в присутствии преподавателя.

3.5. Поставить установку в строго горизонтальное положение.

3.6. Проверить надежность заземления установки.

Постановка опыта

Произвести монтаж установки в лаборатории.

Убедиться, что все винтовые соединения надёжно затянуты.

Выставить установку в строго горизонтальное положение путем регулирования винтов-ножек. Контроль горизонтальности осуществляется по уровню, расположив его на основание установки.

Определить геометрические характеристики исследуемого образца (балки) , , , материал балки, - сталь пружинная марки 65 Г, вес падающего груза кг, вес балки кг и вес ловителя груза кг.

При отключенной установке найти статический прогиб. Плавно опустить груз на ловитель груза и с помощью индикатора часового типа определить .

Подключить тензоусилитель, блок питания и регистрирующий самопишущий прибор Н338 к соответствующим клеммам на пульте управления.

Включить шнур питания в сеть переменного тока напряжением 220 В. Включением тумблера “220 В” подать питание на пульт установки.

Тумблер “Электромагнит-запись” поставить в положение “Электромагнит” и подвесить шарик (груз) на указанную преподавателем высоту.

Для приложения ударной нагрузки необходимо переключить тумблер “Электромагнит”, предварительно отведя в сторону индикатор статического прогиба. Груз, падая на балку, совершит вместе с ней колебательные движения. Величина максимального динамического прогиба определяется с помощью микрометрического винта с ценой деления 0,01 мм как разность отсчетов по лимбу в начальном (до удара) и в конечном положениях (при ударе) винта в момент касания его с балкой. Момент касания винта с балкой при ударе фиксируется визуально лампой “Контакт” на пульте установки. Итак, для определения максимального динамического прогиба необходимо:

а) подвести ножку микрометрического винта к балке и зафиксировать по лимбу начальный отсчет (до удара);

б) отвести ножку микрометрического винта путем вращения винта на произвольную небольшую высоту;

в) произвести удар путем отключения тумблера “Электромагнит” и если произойдет контакт балки с винтом, то это зафиксируется визуально лампой “Контакт” на пульте управления. Если лампочка не загорается, то необходимо немного подвести винт к балке и опыт повторять до тех пор, пока не загорится лампочка “Контакт”;

г) после фиксации момента касания винта с балкой произвести отсчет в конечном положении;

д) разность отсчетов по лимбу дает - величину динамического прогиба балки в середине пролета, когда груз находится на заданной высоте;

е) после проведения опыта по определению максимального динамического прогиба лампу “Контакт” выключить нажатием кнопки “Сброс” и отвести микрометрический винт вниз, чтобы он не препятствовал свободным колебаниям балки.

Для определения характеристик колебательного процесса (частоты свободных колебаний, декремента затухания, коэффициента затухания) опыт повторяет в той же последовательности:

а) закрепляем груз на той же высоте путем включения тумблера “Электромагнит”;

б) в момент отключения тумблера “Электромагнит” включаем регистрирующий прибор Н338, причем скорость лентопротяжного устройства устанавливаем на кнопке, соответствующей - 25 мм/сек;

в) после записи колебательного процесса (график перемещений) отключить прибор Н338 и установку СМ21М;

г) записанный колебательный процесс на лентопротяжном устройстве взять для обработки результатов.