[發(fā)明專利]一種單自由度振動及其共振演示教具

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011284366.8
• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN112309208B
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高亮;張俊發(fā)
• 申請（專利權(quán)）人: 西安理工大學(xué)
• 主分類號: G09B23/10
• 分類號: G09B23/10
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 涂秀清

本發(fā)明公開了一種單自由度振動及其共振演示教具，包括位移測量架，位移測量架包括底板和頂板，底板和頂板之間連接有左側(cè)板、右側(cè)板和背板，底板上設(shè)有單自由度振子組合架，單自由度振子組合架包括底座，底座上插接豎條一端，豎條另一端連接質(zhì)量塊，質(zhì)量塊頂部連接位移指針，位移指針指向背板。本發(fā)明一種單自由度振動及其共振演示教具，結(jié)構(gòu)及操作簡單，成本低廉，攜帶方便，演示效果直觀。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于結(jié)構(gòu)動力學(xué)振動演示教具技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種單自由度振動及其共振演示教具。

背景技術(shù)

在結(jié)構(gòu)動力學(xué)的教學(xué)過程中，學(xué)生往往對抽象的力學(xué)名詞的理解，對一些振動現(xiàn)象的力學(xué)實(shí)質(zhì)的表達(dá)感到吃力。已有的一些教具往往由于制作復(fù)雜或者體積較大而很少在教學(xué)過程中使用。

通過一種單自由度振動及其共振演示教具可以直觀的將單自由度振動狀態(tài)、共振現(xiàn)象和單自由度振子自振頻率計算過程進(jìn)行演示，有助于學(xué)生理解和掌握力學(xué)概念，并學(xué)會用力學(xué)公式來對振動現(xiàn)象進(jìn)行定量的分析、計算。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種單自由度振動及其共振演示教具，具有結(jié)構(gòu)及操作簡單，教具輕便易攜帶的特點(diǎn)。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種單自由度振動及其共振演示教具，包括位移測量架，位移測量架包括底板和頂板，底板和頂板之間連接有左側(cè)板、右側(cè)板和背板，底板上設(shè)有單自由度振子組合架，單自由度振子組合架包括底座和單自由度振子，單自由度振子包括一端插接于底座上的豎條，豎條另一端連接質(zhì)量塊，質(zhì)量塊頂部連接位移指針，位移指針指向背板。

本發(fā)明的特點(diǎn)還在于：

豎條與質(zhì)量塊插接，豎條穿過質(zhì)量塊的重心。

質(zhì)量塊頂部還連接附加質(zhì)量塊，附加質(zhì)量塊的重心與豎條共線。

背板上設(shè)有位移刻度尺，位移刻度尺與豎條在背板上的投影垂直且與位移指針的位置相對應(yīng)。

豎條為彈性豎條。

底座上間隔相同距離設(shè)有3個單自由度振子，3個單自由度振子高度依次降低。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明一種單自由度振動及其共振演示教具，結(jié)構(gòu)及操作簡單，成本低廉，攜帶方便，演示效果直觀。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種單自由度振動及其共振演示教具的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明一種單自由度振動及其共振演示教具中單自由度振子組合架的主視圖；

圖3是本發(fā)明一種單自由度振動及其共振演示教具中單自由度振子組合架的③～①的側(cè)視圖。

圖中，1.底座，2.豎條，3.質(zhì)量塊，4.位移指針，5.附加質(zhì)量塊。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

本發(fā)明一種單自由度振動及其共振演示教具，如圖1-3所示，包括位移測量架，位移測量架包括底板和頂板，底板和頂板之間連接有左側(cè)板、右側(cè)板和背板，底板上設(shè)有單自由度振子組合架，單自由度振子組合架包括底座1和3個單自由度振子，每個單自由度振子包括豎條2、質(zhì)量塊3、位移指針4和附加質(zhì)量塊5；豎條2一端插接于底座1上，另一端連接質(zhì)量塊3，質(zhì)量塊3頂部連接位移指針4，位移指針4指向背板；豎條2與質(zhì)量塊3插接，豎條2穿過質(zhì)量塊3的重心；背板上設(shè)有位移刻度尺及單自由度振子自振頻率計算公式和相應(yīng)的計算表格，位移刻度尺與豎條2在背板上的投影垂直且與位移指針4的位置相對應(yīng)；

質(zhì)量塊3頂部還連接附加質(zhì)量塊5，附加質(zhì)量塊5的重心與豎條2共線；

豎條2為彈性豎條。

實(shí)施例

豎條為彈性豎條，選擇廢棄鋸條；