Способ определения характеристик рассеяния энергии при колебаниях систем с несколькими степенями свободы и связанными формами колебаний

Способ определения характеристик рассеяния энергии при колебаниях систем с несколькими степенями свободы и связанными формами колебаний

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение касается виброиспытаний. Цель изобретения - повышение точности и расширение области применения на системы с любым числом степеней свободы. При определении характеристик рассеяния энергии возбуждают затухающие колебания по всем степеням свободы системы. В ряде последовательных временных интервалов одинаковой длины измеряют амплитудный спектр по всем степеням свободы системы. Для каждой частоты колебаний измеренные значения амплитуд ставят в соответствие конкретному моменту времени из соответствующего временного интервала, после чего формируют обобщенный амплитудный спектр в виде суммы соответствующих данному моменту времени и данной частоте значений амплитуд по всем степеням свободы системы. Характеристику рассеяния энергии для каждой частоты определяют по изменению во времени обобщенных амплитуд, используя известные для систем с одной степенью свободы соотношения. Достижение целей изобретения обусловлено возможностью учета взаимовлияния всех связанных между собою форм колебаний и исключением необходимости предварительного определения собственных частот системы и, следовательно, влияния погрешности их определения на определяемую характеристику рассеяния энергии. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1562723 рцэр G 01 M 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4455289/25-28 (22) 05,07.88 (46) 07.05,90. Бюл, Р 17 (72) А,Г.Науменко, Г,А,Борисов и В,И,Халиманович (53) 620,178,53(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 875230, кл. С О1 М 7/00, 1981, Авторское свидетельство СССР

1Ф 830172, кл. G 01 М 7/00, 1981, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК РАССЕЯНИЯ ЭНЕРГИИ ПРИ КОЛЕБАНИЯХ

СИСТЕМ С НЕСКОЛЬКИМИ СТЕПЕНЯМИ СВОБОДЫ И СВЯЗАННЫМИ ФОРМАМИ КОЛЕБАНИЙ (57) Изобретение касается виброиспытаний, Цель изобретения - повышение точности и расширение области применения на системы с любым числом степеней свободы, При определении характеристик рассеяния энергии возбуждают затухающие колебания по всем степеням свободы системы, В ряде последовательных временных интервалов одинаковой длины измеряют ампИзобретение относится к виброисf пытаниям, а именно к способам определения диссипативных характеристик колебательных систем с несколькими степенями свободы и связанными формами колебаний.

Цель изобретения — повышение точности и расширение области применения на системы с любым числом степеней свободы.

На фиг.1 представлена схема устройства для реализации предлагаемого литудный спектр по всем степеням свободы системы, Для каждой частоты колебаний измеренные значения амплитуд ставят в соответствие конкретному моменту времени из соответствую щего временного интервала, после чего формируют обобщенный амплитудный спектр в виде суммы соответствующих данному моменту времени и дан ной частоте значений амплитуд по всем степеням свободы системы, Характеристику рассеяния энергии для каждой частоты определяют по изменению во времени обобщенных амплитуд, используя известные для систем с одной степенью свободы cooTHoD!píèÿ, Достижение целей изобретения обусловлено возможностью учета взаимовлияния всех связанных между собою форм колебаний и исключением необхсдимости предварительного определения собственных частот системы и, следовательно, влияния погрешности их определения на определяемую характеристику рассеяния энергии. 5 ил, способа; на фиг,2 — типовая виброграмма по одной из степеней свобод системы со связанными формами колебаний; на фиг,3 и 4 — примеры амплитудных спектров системы со связанными формами колебаний; на фиг,5 — типовой вид обобщенного амплитудного спектра, При определении характеристик рассеяния энергии при колебаниях систем с несколькими степенями свободы и связанчыми формами колебаний

1562723

25 возбуждают свободные затухающие колебания по всем степеням свободы системы, В ряде последовательных

Временных интервалов фиксированной > длины измеряют амплитудный спектр по всем степеням свободы системы, Для каждой . 1cToTbI колебаний измеренные значения амплитуд ставят в соответстВие конкретному моменту времени из соответствующего временного интерваЛа (например, моменту, соответстВующему середине этого интервала), После этого определяют обобщенный амплитудный спектр системы в виде совокупности частотных составляющих, Вычисленных как сумма соответствующих данному моменту времени значений амплитуд по всем степеням свободы системы, Требуемую характеристику рассеяния энергии для каждой частоты определяют по изменению во времени обобщенных амплитуд, используя известные для системы с одной степенью свободы соотношения, Возможность учета взаимодействия всех связанных между собою форм колебаний позволяет расширить область применения способа на системы с лю бым числом степеней свободы. Кроме того, исключение необходимости предварительного определения собственных частот системы и, следовательно, исключение влияния погрешностей их определения на определение характеристик рассеянная энергии обусловли35 .вает повышение точности, Пример, В исследуемой системе 1 с несколькими степенями свободы возбуждают свободные затухающие ко40 лебания ударом тела (не показано), разгоняемого с помощью катапульты 2, Для фиксации виброграммы используют пару сухих контактов 3, резистивные тензодатчики 4 типа 114КФ, нормирую45 щий усилитель 5 типа тензоиндикатора

1526 фирмы "Брюль и Къер", многоканальный измерительный магнитофон 6 типа 7009 фирмы "Брюль и Къер", цифровой регистратор 7 типа 7502 фирмы

"Брюль и Къер", в состав которого входят в качестве функциональных блоков аналого-цифровой преобразователь 8 и линия 9 задержки, анализатор 10 спектра типа 3347 -фирмы

"Брюль и Къер" и ЭВМ 11 типа 55

СМ1210 с алфавитно-цифровым печатающим устройством (АППУ) 12 и дисплеем 13.

Колебания системы 1 при помощи резистивных тензодатчиков 4 с масштабирующими усилителями 5 регист рируют на магнитной ленте многоканального измерительного магнитофона

6 ° Одновременно с пары сухих контактов 3 на отдельном канале магнитофона 6 записывают сигнал размыкания контактов, который является началом отсчета при последующих измерениях, Типовая диаграмма записанного сигнала 14 с тензодатчиков 4 и с сухих контактов 3 (диаграмма 15) приведена на фиг,2, После этого устанавливают магнитофон 6-на начало записи, а цифровой регистратор 7 в ждущий режим, при этом в качестве сигнала запуска цифрового регистратора используют запись сигнала с сухих контактов 3. При первом цикле измерений сигнала, записанного на одном из измерительных каналов магнитофона 6, время задержки в линии 9 задержки устанавливают равным нулю, Время выборки at на цифровом регистраторе 7 устанавливают кратным периоду колебаний на первой собственной частоте исследуемого образца 1, При помощи цифрового регистратора 7 с

АЦП 8 производят запись выборки процесса колебаний длительностью dt в цифровой форме ° По записанному в цифровой форме сигналу измеряют при помощи частотного анализатора амплитудный спектр сигнала для соответствующей выборки Дс,. При помощи линии

9 задержки устанавливают задержку запуска цифрового регистратора 7 относительно сигнала с сухих контактов

3, равную 0с, и повторяют описанную процедуру измерений амплитудного спектра для выборки drz.. Аналогично измеряют амплитудные спектры для выборок Dt>, 0t,..., dt „, устанав- ливая время задержки запуска цифрового регистратора 7 в линии задержки

9, равное 20t Зй, ..., (п-.1)Dt соответственно, Измеренные спектры запоминаются в памяти 3ВМ 11 для передачи на АЦПУ

12 или дисплей 13, Аналогично измеряют амплитудные спектры колебаний исследуемой системы 1 по всем степеням свободы.

Вид типовых диаграмм амплитудных спектров по двум координатам 0У и 0Z приведен на фиг,3 и 4, 723

2 йА где А.

1 (1А..

5 1562

Вид типовой диаграммы обобщенного амплитудного спектра приведен на фиг,5, Обобщенный амплитудный спектр, представляет собой совокупность

Е обобщенных амплитуд А ., определенУ ных для каждой д-й час готы спектра ы. I в каждый момент времени с.. ОбобщенJ ную амплитуду А „определяют как сумIj му амплитуд А амплитудных спектров

A; > для каждой i-й частоты спектров

1) в каждый момент времени t. для

1 J всего числа и измеряемых координат . п

А., =X А

ij ;111 1

6

rore колебаний в 1-й области времени, при этом

А,. (,,1 А;., амплитуда в точке обобI1 щенного амплитудного спектра на i-й собственной частоте в момент времени с, ... предшествующий моменту времени tp — амплитуда в точке обобщенного амплитудного спектра на i-й собственной частоте в момент

11 . = — 1п j 1+ ЯА /А,.) +

1 Е

13 Н 1 ij

+ фА /А.-) + ...),. где с",.!

) - декремент колебаний иссле- 4О дуемого образца для i-й собственной частоты колебаний в j-м временном интервале; — количество полных циклов 4 колебаний исследуемой системы с собственной круговой частоты колебаний Ю, 1 эа период времени dt — деградация амплитуды обоб- 5О щенного амплитудного спект. ра íà i-й собственной час(и

N= Дс —

2И

ЬА.

1 где А .. - обобщенная амплитуда в точ11 ке обобщенного амплитудного спектра, соответствующей i-й частоте цу.в момент

I времени t

j I

А.. - амплитуда в точке ампли1j тудного спектра для и-й измеряемой координаты, например, при колебаниях относительно OZ, соответствующая

i-й частоте со. в момент

i времени

Значение декремейта колебаний определяют по изменению амплитуд обобщенного амплитудного спектра во времени для каждой i-й собственной частоты колебаний исследуемой системы 1: времени с -, J

Формула изобретения

Способ определения характеристик рассеяния энергии при колебаниях систем с несколькими степенями свободы и связанными формами колебаний, по которому возбуждают затухающие колебания системы, измеряют па» раметры ее колебаний и по измеренным параметрам определяют характерис тики рассеяния энергии, соответствующие собственным частотам, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и расширения области применения на системы с любым числом степеней свободы, в ряде последовательных временных интервалов одинаковой длины измеряют амплитудный спектр по всем степеням свободы системы, для каждой частоты ко» лебаний измеренные значения амплитуд ставят в соответствие конкретному моменту времени иэ соответствующего временного интервала, формируют обобщенный амплитудный спектр в виде суммы соответствующих данному моменту времени и данной частоте значений амплитуд по всем степеням свободы системы, а характеристику рассеяния энергии для каждой частоты определяют по изменению во времени обобщенных амплитуд, используя известные для систем с одной степенью свободы соотношения, 1562723

1562723 и

Аи

Составитель Д,Данилов

Техред М.Моргентал Корректор О.ципле

Редактор И.Горная

Заказ 1858 Тираж 442 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101