Продольное воздействие стального стержня на стальную пластину для проверки длительности контакта

5

Поэтому я провожу эксперимент, чтобы проверить продолжительность контакта, когда стальной стержень (Материал: Мягкая сталь) может свободно падать в продольном направлении на стальную пластину. Расположение действительно простое:

введите описание изображения здесь

Шток может упасть в продольном направлении на пластину, что приведет к ряду ударов. Я буду только рассматривать первый удар .

Теперь вот проблема, с которой я сталкиваюсь : во время первого контакта и отсутствия контакта осциллограф считывает намного большее, чем ожидалось, значение времени контакта. Та же процедура повторяется для трех длин стержня (200 мм, 350 мм и 475 мм), что приводит к одной и той же аномалии. Вот результаты:

введите описание изображения здесь

Как видно из графика, экспериментальные значения аналогичны теоретическим значениям, за исключением смещения (установлено, что оно составляет около 121 мкс) . Есть идеи, почему это происходит?

PS: используется теория упругих волн, возникающих при сферическом контакте, когда удар приводит к созданию волны сжатия, которая проходит к концу стержня и возвращается в виде растягивающей волны, отрывающей стержень от контакта. Таким образом, время контакта t = 2l / (скорость волны). Скорость волны = 5000 м / с.

Асвин Джеймс
источник
Вы уверены, что в стальной пластине нет упругого отскока?
Карл Виттофт
Хотя пластина не зажата, основание является плоским и не вибрирует при ударе. Это также достаточно большой, и я считаю, что нет никакого отскока.
Асвин Джеймс
Не могли бы вы проверить следующее: 1. изменить материал стержня и пластины. Если поведение меняется, возможно, у вас происходят емкостные явления. 2. изменить влажность в помещении. Если поведение меняется, возможно, у вас есть электрическая проводимость через воздух сразу после удара. 3. Проверьте время отклика вашего осциллографа.
Орельен Пьер
Насколько удален край листа от точки удара? Сколько времени займет волна, идущая туда и обратно?
SF.

Ответы:

1

Попробуйте провести эксперимент в затемненной комнате и настройте его так, чтобы вы могли видеть фактическую точку контакта в профиле. Если значение сенсорного резистора слишком низкое, он пропустит слишком большой ток, и вы получите искру при отскоке, что означает, что установка проводит в течение определенного времени ПОСЛЕ того, как стержень и пластина отскочили от контакта. Это создаст впечатление, что они находятся в контакте дольше, чем на самом деле.

Я использовал эту же схему для запуска осциллографа при ударе, но я использовал намного более низкое напряжение источника (1,5 В вместо 9), и я рекомендую сенсорный резистор больше 1 кОм. Обе эти вещи сведут к минимуму искрение. Увеличьте вертикальное усиление на оси Y прицела, чтобы поймать меньший сигнал, и соответственно отрегулируйте порог срабатывания.

Нильс Нильсен
источник
0

Над моими электрическими навыками, но когда стержень подпрыгивает и размыкает контакт, резистор, разряжающийся через осциллограф, дает ложное время? Конденсатор помог бы этому?

Солнечный Майк
источник
Если это так, не должно ли значение пика осциллографа затухать через какое-то время? Я получаю почти идеальный импульсный сигнал.
Асвин Джеймс
Я просто думал о точках, которые использовались в более старых автомобильных системах зажигания, где конденсатор (конденсатор) использовался, чтобы остановить искрение ... Дуга продолжалась, пока воздушный зазор не сломал ее - который не был бы тем же самым как распад .. Когда вы говорите «почти идеальный пульс», вы имеете в виду прямоугольную волну: прямо вверх, поперек, затем прямо вниз?
Солнечный Майк
Да, это прямоугольная волна
Асвин Джеймс