ZME-1型理论力学多功能实验台.ppt

ZME-1型理论力学多功能实验台 理论力学多功能实验台，是浙江大学庄表中教授设计研制的。其创意属国内首创，获得发明专利。 该实验台结构紧凑，性能可靠，造型美观，移动方便。主要功能是让学生动手操作完成与理论力学课程相关的6个实验，可以培养学生既动手又动脑的能力，在熏陶创新意识方面有着其他教学方式所不可替代的作用。 ZME-1型理论力学多功能实验台 实验一 测试弹簧质量系统刚度和固有频率 实验二 测试“空中输电线”模型的振幅与风速的关系曲线 实验三 用三线摆求圆盘的转动惯量 实验四 用等效方法求非均质物体的转动惯量 实验五 求不规则物体重心 实验六 比较四种不同载荷 实验装置 1.台面水平调节地撑； 2.抽斗Ⅰ：装有连杆、振动载荷、渐加载荷袋和求重心用的型钢模片； 3.调速器； 4.变速风机； 5.三线摆配非均质摇杆； 6.三线摆升降手轮； 7.架控电缆振动模型； 8.刚度测定加载钩； 9.不锈钢工作台面； 10.抽斗Ⅱ：装有称重秤、随机工具等。配套件：风速仪、转速表、秒表、砝码组、水平尺。 实验一 测试弹簧质量系统刚度和固有频率 一、实验目的与要求 2.计算弹簧质量振动系统的固有频率 1.测试单自由度系统的等效刚度 二、实验原理 由弹簧质量组成的振动系统，在弹簧的线性变形范围内，系统的变形与所受到的外力的大小成线性关系。因此，施加不同的力得到不同的变形，由此计算系统的刚度 和固有频率 式中， 为系统的等效质量；为系统的变形量。 三、实验步骤 实验一 测试弹簧质量系统刚度和固有频率 1.将砝码托盘挂在弹簧质量系统塑料质量模型下的小孔内，记录此时塑料质量模型上指针所在的初始位置，并定义为0。已知塑料模型及托盘的质量为0.138kg。 2.将100g的砝码放置于砝码托盘上，稳定后，读取并记录指针的偏离位置。 3.逐步增加砝码重量至500g，并记录相应的指针偏离位置。 4.画出弹簧质量系统变形与砝码重量之间的关系曲线，计算等效刚度和固有频率。 四、数据处理 实验一 测试弹簧质量系统刚度和固有频率 实验二 测试“空中输电线”模型的振幅与风速的关系曲线 一、实验目的与要求 1.了解风激励对输电线产生的振动响应，认识共振的危害性。 2.揭示自激振动现象及其与强迫振动的区别。 3.演示自激振动模型的振动幅值与风速的关系曲线。 实验二 测试“空中输电线”模型的振幅与风速的关系曲线 二、实验原理 气流匀速吹向半圆形模型，其方向与模型竖向振动方向相垂直。这时，在模型后面的气流将形成带有间隙漩涡的流线，这叫不对称的卡门漩涡。两个卡门漩涡之间的时间间隔若为，则表示它的频率。如果该频率与系统的固有频率接近，则系统振幅将达到最大值，发生共振。这种振动属于自激振动。 实验二 测试“空中输电线”模型的振幅与风速的关系曲线 三、实验步骤 1.接通调速器电源，使风机开始转动，并将输出电压调节到80V。 2.试用光电转速表和风速仪，观察仪表是否能正常工作。 3.将调速器调至125V，待系统模型达到稳定振幅后，按住光电转速表的电源开关，将激光对准风机后面的感光纸，使激光头离开 感光纸约15cm的距离。读取光电转速表上的读数，测取风机的转速，并作记录。 实验二 测试“空中输电线”模型的振幅与风速的关系曲线 三、实验步骤 4.打开风速仪电源开关，使风速感应风扇的迎风面（有黄色标记）正面迎风，读取风速仪上的数据（即风速），并作记录。 5.调节调压器使输出电压以20V为间隔变化，重复3，4两步，直到电压升高到220V或风速5m/s。 实验二 测试“空中输电线”模型的振幅与风速的关系曲线 四、实验数据处理 实验三 用三线摆求圆盘的转动惯量 一、实验目的与要求 1.了解并掌握用三线摆法测取物体转动惯量。 2.分析三线摆摆长对测量结果的影响。 实验三 用三线摆求圆盘的转动惯量 二、实验原理 实验三 用三线摆求圆盘的转动惯量 三、实验步骤 1.打开顶板上最右边的转轮锁，转动手轮，使圆盘三线摆下降约60cm，锁紧手轮 2.给三线摆一个初始角（小于6度），释放圆盘后，使三线摆发生扭转振动，用秒表记录扭转20次的时间，算出振动周期T，由公式（1-6）求出圆盘的转动惯量。 3.用不同的线长测三线摆的周期，测出不同线长时圆盘的转动惯量4.转动右边手轮把圆盘三线摆收回至接近上顶板位置（注意：圆盘接近顶板时，手轮转速要减慢以免线拉断）。 实验三 用三线摆求圆盘的转动惯量 四、实验数据处理 实验