ZME-1型理論力學(xué)多功能實驗臺幻燈片

ZME-1型理論力學(xué)多功能實驗臺理論力學(xué)多功能實驗臺，是浙江大學(xué)莊表中教授設(shè)計研制的。其創(chuàng)意屬國內(nèi)首創(chuàng)，獲得發(fā)明專利。該實驗臺結(jié)構(gòu)緊湊，性能可靠，造型美觀，移動方便。主要功能是讓學(xué)生動手操作完成與理論力學(xué)課程相關(guān)的6個實驗，可以培養(yǎng)學(xué)生既動手又動腦的能力，在熏陶創(chuàng)新意識方面有著其他教學(xué)方式所不可替代的作用。ZME-1型理論力學(xué)多功能實驗臺實驗一測試彈簧質(zhì)量系統(tǒng)剛度和固有頻率實驗二測試“空中輸電線”模型的振幅與風(fēng)速的關(guān)系曲線實驗三用三線擺求圓盤的轉(zhuǎn)動慣量實驗四用等效方法求非均質(zhì)物體的轉(zhuǎn)動慣量實驗五求不規(guī)則物體重心實驗六比較四種不同載荷實驗裝置1.臺面水平調(diào)節(jié)地?fù)危?.抽斗Ⅰ：裝有連桿、振動載荷、漸加載荷袋和求重心用的型鋼模片；3.調(diào)速器；4.變速風(fēng)機(jī)；5.三線擺配非均質(zhì)搖桿；6.三線擺升降手輪；7.架控電纜振動模型；8.剛度測定加載鉤；9.不銹鋼工作臺面；10.抽斗Ⅱ：裝有稱重秤、隨機(jī)工具等。配套件：風(fēng)速儀、轉(zhuǎn)速表、秒表、砝碼組、水平尺。

實驗一測試彈簧質(zhì)量系統(tǒng)剛度和固有頻率一、實驗?zāi)康呐c要求2.計算彈簧質(zhì)量振動系統(tǒng)的固有頻率1.測試單自由度系統(tǒng)的等效剛度二、實驗原理由彈簧質(zhì)量組成的振動系統(tǒng)，在彈簧的線性變形范圍內(nèi)，系統(tǒng)的變形與所受到的外力的大小成線性關(guān)系。因此，施加不同的力得到不同的變形，由此計算系統(tǒng)的剛度和固有頻率式中，為系統(tǒng)的等效質(zhì)量；為系統(tǒng)的變形量。三、實驗步驟實驗一測試彈簧質(zhì)量系統(tǒng)剛度和固有頻率1.將砝碼托盤掛在彈簧質(zhì)量系統(tǒng)塑料質(zhì)量模型下的小孔內(nèi)，記錄此時塑料質(zhì)量模型上指針?biāo)诘某跏嘉恢?，并定義為0。已知塑料模型及托盤的質(zhì)量為0.138kg。2.將100g的砝碼放置于砝碼托盤上，穩(wěn)定后，讀取并記錄指針的偏離位置。3.逐步增加砝碼重量至500g，并記錄相應(yīng)的指針偏離位置。4.畫出彈簧質(zhì)量系統(tǒng)變形與砝碼重量之間的關(guān)系曲線，計算等效剛度和固有頻率。實驗二測試“空中輸電線”模型的振幅與風(fēng)速的關(guān)系曲線一、實驗?zāi)康呐c要求1.了解風(fēng)激勵對輸電線產(chǎn)生的振動響應(yīng)，認(rèn)識共振的危害性。2.揭示自激振動現(xiàn)象及其與強(qiáng)迫振動的區(qū)別。3.演示自激振動模型的振動幅值與風(fēng)速的關(guān)系曲線。實驗二測試“空中輸電線”模型的振幅與風(fēng)速的關(guān)系曲線二、實驗原理氣流勻速吹向半圓形模型，其方向與模型豎向振動方向相垂直。這時，在模型后面的氣流將形成帶有間隙漩渦的流線，這叫不對稱的卡門漩渦。兩個卡門漩渦之間的時間間隔若為，則表示它的頻率。如果該頻率與系統(tǒng)的固有頻率接近，則系統(tǒng)振幅將達(dá)到最大值，發(fā)生共振。這種振動屬于自激振動。實驗二測試“空中輸電線”模型的振幅與風(fēng)速的關(guān)系曲線三、實驗步驟1.接通調(diào)速器電源，使風(fēng)機(jī)開始轉(zhuǎn)動，并將輸出電壓調(diào)節(jié)到80V。2.試用光電轉(zhuǎn)速表和風(fēng)速儀，觀察儀表是否能正常工作。3.將調(diào)速器調(diào)至125V，待系統(tǒng)模型達(dá)到穩(wěn)定振幅后，按住光電轉(zhuǎn)速表的電源開關(guān)，將激光對準(zhǔn)風(fēng)機(jī)后面的感光紙，使激光頭離開感光紙約15cm的距離。讀取光電轉(zhuǎn)速表上的讀數(shù)，測取風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，并作記錄。實驗二測試“空中輸電線”模型的振幅與風(fēng)速的關(guān)系曲線三、實驗步驟4.打開風(fēng)速儀電源開關(guān)，使風(fēng)速感應(yīng)風(fēng)扇的迎風(fēng)面（有黃色標(biāo)記）正面迎風(fēng)，讀取風(fēng)速儀上的數(shù)據(jù)（即風(fēng)速），并作記錄。5.調(diào)節(jié)調(diào)壓器使輸出電壓以20V為間隔變化，重復(fù)3，4兩步，直到電壓升高到220V或風(fēng)速5m/s。實驗二測試“空中輸電線”模型的振幅與風(fēng)速的關(guān)系曲線四、實驗數(shù)據(jù)處理實驗三用三線擺求圓盤的轉(zhuǎn)動慣量一、實驗?zāi)康呐c要求1.了解并掌握用三線擺法測取物體轉(zhuǎn)動慣量。2.分析三線擺擺長對測量結(jié)果的影響。實驗三用三線擺求圓盤的轉(zhuǎn)動慣量二、實驗原理實驗三用三線擺求圓盤的轉(zhuǎn)動慣量三、實驗步驟1.打開頂板上最右邊的轉(zhuǎn)輪鎖，轉(zhuǎn)動手輪，使圓盤三線擺下降約60cm，鎖緊手輪2.給三線擺一個初始角（小于6度），釋放圓盤后，使三線擺發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動，用秒表記錄扭轉(zhuǎn)20次的時間，算出振動周期T，由公式（1-6）求出圓盤的轉(zhuǎn)動慣量。3.用不同的線長測三線擺的周期，測出不同線長時圓盤的轉(zhuǎn)動慣量4.轉(zhuǎn)動右邊手輪把圓盤三線擺收回至接近上頂板位置（注意：圓盤接近頂板時，手輪轉(zhuǎn)速要減慢以免線拉斷）。實驗三用三線擺求圓盤的轉(zhuǎn)動慣量四、實驗數(shù)據(jù)處理實驗四用等效方法求非均質(zhì)物體的轉(zhuǎn)動慣量一、實驗?zāi)康呐c要求1.了解用三線擺法測取不規(guī)則物體定軸轉(zhuǎn)動慣量的方法。2.通過實驗加深對轉(zhuǎn)動慣量的理解。二、實驗原理兩個具有相同線長和直徑的三線擺，其上各放置不同的物體，假如兩個三線擺擺動周期一樣則說明兩個物體的轉(zhuǎn)動慣量是相等的。實驗四用等效方法求非均質(zhì)物體的轉(zhuǎn)動慣量三、實驗步驟

1.分別轉(zhuǎn)動ZME-1型理論力學(xué)多功能實驗臺左邊兩個三線擺的手輪，兩個三線擺的擺長統(tǒng)一調(diào)整為60cm。2.一個三線擺上放發(fā)動機(jī)搖臂，一個三線擺上對稱放兩個規(guī)則的圓柱體鐵塊。3.給有非均質(zhì)搖臂的圓盤三線擺以微小轉(zhuǎn)角，用秒表測10個周期，并作記錄。4.將對稱放置的兩個圓柱體的中心距離設(shè)為3cm，給以微小轉(zhuǎn)角，用秒表測10個周期并記錄。5.逐步增加兩個圓柱體中心的間距，直至周期的變化跨越不規(guī)則物體的擺動周期。6.轉(zhuǎn)動手輪，分別把兩個三線擺收回至上頂板的位置（注意：圓盤接近頂板時，手輪轉(zhuǎn)速要減慢以免線被拉斷）。實驗四用等效方法求非均質(zhì)物體的轉(zhuǎn)動慣量四、實驗數(shù)據(jù)處理實驗五求不規(guī)則物體重心一、實驗?zāi)康呐c要求1.用垂吊法測取不規(guī)則物體的重心位置。2.用稱重法測取連桿的重心位置，并用計算其重量。二、實驗原理1.懸吊法求不規(guī)則物體的重心實驗五求不規(guī)則物體重心2.稱重法求軸對稱物體的重心實驗五求不規(guī)則物體重心三、實驗步驟1.垂吊法（1）將型鋼組合試件的輪廓描繪在一張白紙上。（2）用細(xì)繩穿過型鋼組合體試件的一個孔，將其垂吊在ZME-1型理論力學(xué)多功能實驗臺頂板前端的螺釘上，使試件平面鉛垂并保持靜止。（3）使描繪的試件輪廓與試件重疊，沿著垂線，用鉛筆在白紙上畫兩個點，過此兩點的直線必然通過試件的重心。（4）再用細(xì)繩穿過試件的另一個孔，重復(fù)（2）（3）兩步，得到另一條重力作用線。（5）兩次懸吊垂線的交點即是該試件的重心。實驗五求不規(guī)則物體重心三、實驗步驟2.稱重法（1）將臺秤和支架放置于多功能臺面上。（2）將連桿的一斷放于支架上，另一端放于臺秤上，使連桿的曲軸中心對準(zhǔn)磅秤的中心位置。（3）根據(jù)水平儀，利用積木塊調(diào)節(jié)連桿的中心位置使連桿成水平。記錄此時臺秤的讀數(shù)。（4）取下連桿，記錄臺秤上積木的重量。（5）將連桿轉(zhuǎn)180度，重復(fù)（3）、（4）兩步，記錄臺秤讀數(shù)。（6）測出連桿兩支點間的距離。實驗五求不規(guī)則物體重心四、實驗數(shù)據(jù)處理實驗六比較四種不同載荷一、實驗?zāi)康呐c要求理解漸加載荷、沖擊載荷、突加載荷與振動載荷的區(qū)別。二、實驗原理漸加載荷、突加載荷、沖擊載荷和振動載荷是常見的四種載荷。將四種載荷分別作用在同一臺秤上，觀察加載過程中或加載之后臺秤指針讀數(shù)的變化，可以清楚地觀察到四種四種載荷對受力物體的作用特點。實驗六比較四種不同載荷三、實驗步驟1.取出裝有一定重量砂子的沙袋，將砂子連續(xù)倒在左邊的磅秤上，畫出力與時間的關(guān)系圖。（漸加載荷）2.將砂子倒回沙袋，