- подайте на линейный вход звуковой карты постоянное напряжение

1 В;

-задайте в поле «Напряжение на входе» 1 В;

-нажмите красную кнопку «Калибровка».

После выполнения данных действий приборы откалиброваны.

В генератор встроена функция автоматического последовательного изменения частоты сигнала, применяемая при поиске резонанса.

СИБАДИВ поле «Inc» задается шаг сканирования (минимальное значение 0,1 Гц), т. е. с каждым шагом частота сигнала будет увеличиваться на значение, заданное в данном поле. В поле «Скорость» задается период измерения частоты в миллисекундах. Чем меньше период, тем быстрее производится сканирование частот, но тем сложнее отследить изменение сигнала на осциллографе. Флажками R или L выбирается, в каком канале будет производиться сканирование частот (R – правый, L – левый).

Для определения модуля упругости и коэффициента затухания необходимо перейти на закладку «Определение параметров». ля определения модуля упругости необходимо подать на стержень с помощью генератора частоту, совпадающую с собственной частотой стержня, и ввести в поля панели «Определение модуля упругости» основные параметры исследуемого образца. После этого автоматически в поле «Модуль упругости» будет выведено полученное значение модуля упругости.

Нахождение коэффициента затухания осуществляется двумя методами. Необходимо нажать на кнопку «Ок», находящуюся под надписью «Нахождение коэффициента затухания». В первом методе коэффициент затухания находится из времени и количества колебаний, сосчитанных после отключения задающего генератора. По второму методу коэффициент затухания находится из длины линии среза амплитудно-частотной характеристики. Во время расчета полученная АЧХ отображается на специальном экране панели «Определение коэффициента упругости».

1.4. Порядок выполнения экспериментальной части работы на автоматизированной установке

Перед началом работы преподаватель объясняет алгоритм увязки виртуальных приборов в единый измерительный комплекс с общим интерфейсом автоматического управления задаваемыми параметрами:

1. Измерение параметров исследуемого образца l, d, b, m:

-измерить и записать параметры полученного стержня (длина, размеры сечения, масса);

-по полученным данным рассчитать плотность материала стержня;

20

- подвесить стержень на стенде. Проволочки должны находиться на расстоянии 1,5…2 см от концов стержня.

2. Определение резонансной частоты стержня:

- выставите на левом канале генератора амплитуду выходного сигнала 0,3 В при частоте 0 Гц;

- нажмите на панели «Сканирование частот» левый канал (флаг L) и

задайте скорость и шаг сканирования (на первоначальном этапе шаг – СИБАДИ0,1 Гц; скорость – 10 м/с);

- нажмите кнопку «Сканирование частот». При этом с выхода генератора к стержню будет приложен сигнал с постоянно увеличивающейся частотой;

- внимательно следите за экраном осциллографа. При значительном увеличении амплитуды сигнала остановите сканирование;

- уменьшите частоту левого канала генератора на 100 Гц и повторите сканирование при меньшей скорости;

- данную процедуру необходимо повторять несколько раз, уменьшая скорость сканирования и сужая диапазон частот;

- для определения резонансной частоты с точность до 0,1 Гц необходимо производить подбор частот вручную, с помощью стрелок «Вверх/вниз», расположенных слева от цифрового табло частоты левого канала генератора. Резонансной частоте будет соответствовать сигнал с максимальной амплитудой на экране осциллографа. При срывах сигнала на частотах околорезонансных необходимо уменьшить амплитуду задающего генератора.

3. Определение модуля упругости:

- для определения модуля упругости перейдите на закладку «Определение параметров»;

- введите параметры стержня в соответствующие поля панели «Определение модуля упругости» (плотность, длина, диаметр/размер сечения, тип сечения);

- если стержень предварительно не нагревался, то поля ТКЛП, начальная и конечная температуры оставьте незаполненными;

- после введения всех параметров в поле «Модуль упругости» будет выведено рассчитанное значение модуля упругости исследуемого стержня.

4. Определение коэффициента затухания:

- для определения коэффициента затухания стержня нажмите кнопку «Ок», расположенную под надписью «Найти коэффициент затухания»;

- нахождение коэффициента затухания осуществляется двумя методами. В первом методе коэффициент затухания находится из времени и количества колебаний, сосчитанных после отключения задающего генера-

21

тора. По второму методу коэффициент затухания находится из длины линии среза амплитудно-частотной характеристики. Во время расчета полученная АЧХ отображается на специальном экране панели «Определение коэффициента упругости».

5. Обобщение полученных результатов:

-по плотности материала определите его тип; -по справочным данным найдите модуль упругости, соответствую-

СИБАДИщий данному материалу; -сравните значение, полученное экспериментальным путем,

со справочным.

На основе полученных результатов сделайте выводы о соответствии измеренных значений упругих и релаксационных свойств образцов материалов строительных конструкций значениям, указанным в технических условиях.

Контрольные вопросы и задания

1. Чем обусловлена физическая природа упругих свойств материалов строительных конструкций?

2. Каковы закономерности упругого поведения металлов?

3. Как объяснить упругие свойства материалов с кристаллографической точки зрения?

4. Какие существуют методы экспериментального определения модулей упругости?

5. Каковы физические принципы метода изгибных колебаний образца на резонансной и собственной частоте?

6. Как оценивается достоверность результатов измерений модулей нормальной упругости материалов?

7. Поясните физический смысл внутреннего трения.

22

Лабораторная работа №2

РЕГУЛИРОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ СТЕРЖНЯ С ПРОМЕЖУТОЧНОЙ ОПОРОЙ

Цель работы: добиться повышения величины критической сжимающей силы Pкр.

СИБАДИОборудование и приборы: испытательный стенд, стержень, представляющий собой гибкую стальную полосу с наклеенными тензорезисторами, измерительный мост, компьютерная измерительная периферия.

2.1. Анализ исходной задачи испытания

Явление потери устойчивости заключается в утрате стержнем способности сохранять свою первоначальную прямолинейную форму.

Наименьшую по величине сжимающую силу, при которой прямолинейная форма равновесия стержня перестает быть устойчивой, называют критической силой РКР.

Для простейших систем (однопролетного центрального сжатого стержня) величина критической силы прямо пропорциональна значению жесткости стержня ЕУ и обратно пропорциональна его пролету. Следовательно, для увеличения значения критической силы возможны два пути:

– Повышение жесткостных характеристик конструкций, т. е. использование при изготовлении материалов с высоким модулем упругости Е, или выполнение конструкции большего поперечного сечения.

– Уменьшение пролета стержня путем установки дополнительных опор, т. е. превращение однопролетной конструкции в неразрезную многопролетную.

2.2. Постановка задачи. Выбор критерия сбора данных

Для обеспечения рациональной работы конструкции, загруженной продольно сжимающей силой, необходимо добиться увеличения значения критической нагрузки.

Критерий регулирования: добиться желаемого значения критической сжимающей силы.

Цель может быть достигнута путем применения следующих способов: изготовления конструкции из высокомолекулярных материалов; изменения величины поперечного сечения балки; изготовления конструкции ступечато-переменной жесткости; изменения положения промежуточной опоры; подкрепления конструкции шпренгелем.

23