Измерение форм режима Chladni с помощью метода оптического рычага

Краткое содержание

Предлагается простой метод измерения формы режима Chladni на эластичной пластине по принципу оптического рычага.

Аннотация

Количественное определение модели Chladni эластичной пластины представляет большой интерес как в физической науке, так и в инженерных приложениях. В этой статье предлагается метод измерения форм режима вибрирующей пластины на основе метода оптического рычага. Три круговые акриловые пластины были использованы в измерении под различными центра гармонических возбуждений. В отличие от традиционного метода, только обычная лазерная ручка и световой экран из молотого стекла используются в этом романе подход. Подход таков: лазерная ручка проецирует луч на вибрирующую пластину перпендикулярно, а затем луч отражается на световом экране на расстоянии, на котором образуется линейный сегмент, сделанный из отраженного пятна. Благодаря принципу настойчивости зрения, световое пятно можно было бы рассматривать как яркую прямую линию. Взаимосвязь между наклоном формы режима, длиной светового пятна и расстоянием вибрирующей пластины и светового экрана может быть получена с помощью алгебраических операций. Затем форму режима можно определить, интегрируя распределение наклона с подходящими пограничными условиями. Полное поле режим формы пластины Chladni также может быть определена далее таким простым способом.

Введение

Формы режима Chladni очень интересны как в научном, так и в инженерном применении. Шаблоны Chladni являются реакциями физических волн, и можно проиллюстрировать волновой узор различными методами. Это хорошо известный метод, чтобы показать различные режимы вибрации на эластичной пластине, с изложением нодальных линий. Мелкие частицы всегда используются, чтобы показать шаблоны Chladni, так как они могут остановиться в узлах, где относительная вибрирующая амплитуда пластины равна нулю, а положение узлов меняется в зависимости от резонансного режима, чтобы сформировать различные шаблоны Chladni.

Многие исследователи обратили внимание на различн....

Протокол

1. Экспериментальная установка и процедуры

ПРИМЕЧАНИЕ: Настройка экспериментальной системы, как показано на рисунке 2.

1. Подготовка вибрационное система
   1. Приготовьте три зеркальные акриловые пластины толщиной 1,0 мм диаметром 150 мм, 200 мм и 250 мм соответственно. Просверлите отверстие диаметром 3 мм в центре каждой пластины. Отметь несколько черных точек каждые 5 мм вдоль произвольного радиуса.
   2. Прикрепите каждую пластину к приводной полосе вибратора с болтом в средней точке. Привод вибратор с синусовой волной с помощью генератора волновой формы, и настройки по умолчанию будет достато....

Результаты

Частота возбуждения, которая может возбуждать осьемметричный шаблон Chladni определяется через частоту радикальных испытаний. Проверены три круглые акриловые пластины диаметром 150 мм, 200 мм и 250 мм, результаты показывают, что частоты осьиметрического резонанса первого порядка - 346 Гц, 214 Гц и 150 Гц для трех пластин соответственно. Делается вывод, что при большем диаметре пластина более гибкая, а соответствующая резонансная частота будет меньше. Шаблоны Chladni акриловой пластины разного диаметра даются на

Обсуждение

Метод оптического рычага принят в этой работе для определения формы режима пластины, так как узор Chladni может показывать только венные линии вибрирующей пластины. Для определения формы режима пластины необходимо заблаговременно определить взаимосвязь между наклоном и расстоянием светового экрана и длиной пятна. Затем с помощью определенного расчета интеграции можно было количественно определить форму режима шаблона Chladni.

Как правило, весь процесс настоящего подхода включает в себя следующ.......

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье

Имя	Компания	Каталожный номер	Комментарии
Акриловые пластины	Dongguan Jinzhu Lens Products Factory		Три зеркальные круглые акриловые пластины толщиной 1,0 мм диаметром 150 мм, 200 мм и 250 мм соответственно. Они легко деформируются.
Лазерная ручка	Deli Group	2802	Red лазерная более дружелюбна к зрителю. Чем тоньше лазерный луч, тем лучше.
Световой экран	Northern Tempered Glass Custom Taobao Store		На стекло можно нанести несколько слоев матовых наклеек для достижения эффекта матового стекла.
Линейка	Deli Group	DL8015	Длина составляет 1 м, а величина деления - 1 мм.
Генератор сигналов	Dayang Science Education Taobao Store	TFG6920A	Общие в университетских лабораториях доступны.
Вибратор	Dayang Science Education Taobao Store		Максимальная амплитуда составляет 1,5см. Мощность достаточно велика, чтобы вызвать заметное явление при вибрации платы. В противном случае добавьте усилитель мощности.