Способ определения амплитуднозависимых характеристик демпфирования колебаний отдельных упругих элементов

Способ определения амплитуднозависимых характеристик демпфирования колебаний отдельных упругих элементов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскин

Социалистически» республик

О П И С А Н И Е (и)896427

ИЗОБРЕТЕНИЯ к лвторскомь свидетельств

S

/ вЂ”Ф г

--..Г (61) Дополнительное к авт. спид-ву (22) Заявлено 27.1078 (21) 2683564/18-28 с присоединением заявки М (23) Приоритет (51)M. Кл.

G 01 Н 3/10

1Ъеударственный комитет

СССР но ленам изобретений н открытий (53) УДК 621.833. .6(088.8) Опубликовано 070182 ° Бюллетень № 1

Дата опубликования описания 0701.82 (72) Авторы изобретения

В.В.Матвеев и А.П.Зиньковский ,I

Институт проблем прочности AH Украинс и ССР . (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АИПЛИТУД110-ЗАВИСИМЫХ

ХАРАКТЕРИСТИК ДЕМПФИРОВА11ИЯ КОЛЕБАНИЙ

ОТДЕЛЬНЫХ УПРУГИХ ЭЛЕМЕНТОВ ДИСКРЕТНОЙ СИСТЕ1"1Ы

Изобретение относится к измерительной технике и может использовать. ся при исследовании вибрационных характеристик элементов конструкций, а именно, к способам определения характеристик демпфирования колебаний упругих элементов дискретной системы со многими степенями свободы с амплитудно-зависимым относительным рассеянием энергии.

Известен способ определения амплитудно-зависимых характеристик демпфирования колебаний отдельных упругих элементов дискретной системы, заключающийся в том, что последовательно возбуждают все формы

S5 резонансных колебаний системы, при постоянной амплитуде гармонического силового или кинематического возмуще-. ния и определяют соответствующие им ха рактеристики демпфирования, для каждой формы колебаний системы регистрируют резонансные частоту и амплитуды колебаний по всем неэависнмым координатам,,определяют соответствующие им коэффициенты распределения резонансных амплитуд и по полученным данным вычисляют характеристики демпфирования отдельных упругих. элементов (или их отдельных групп) (1) .

Недостатком известного способа является невозможность определения характеристик демпфирования .упругих элементов системы с амплитудно-saвисимым относительным рассеянием энергии из-за взаимосвязанного харак тера колебаний системы.

Цель изобретения — определение амплитудной зависимости характерис тик демпфирования.

Укаэанная цель достигается тем, что последовательно, путем жесткого закрепления сосредоточенных, масс, исключающего их перемещение и утечки энергии при колебаниях, образовывают колебательные системы, начиная с системы с одной степенью сво896427 боды, и ри колебаниях которой деформируется только один крайний упругий элемент (или группа упругих элементов), для каждой из образованных систем возбуждают одну из воэ" можных форм одночастотных резонансных колебаний, определяют соответствующую этой форме колебаний зависимость характеристики демпфирования от амплитуды колебаний по какой-либо одной из координат системы и по полученным данныи вычисляют характеристики демпфирования отдельных упругих элементов (или их отдельных групп) для различных значений амплитуды их абсолютной деформации по формуле

С» (у " )

К = 1,2,...,N, где b,=-б =-i — декремент колебаний -го элемента или i-й группы элементов (i < К-l), соответствующий амплитуде его абсолютной деформации (i )» (j<)i/ ® ли„аа (% Я )(Ю» (4") — декремент )„-й резонансной формы колеба" ний с К степенями свободы, определяемый известным способом и соответствующий амплитуде по выбранной п -й координате

C(й Я - эффективный коэффициент жес тк ос ти си с темы с К степенями свободы, соответствующий j<-й форме резонансных колебаний, М» =7 I«! г эффективная масса (момент инерции масс) системы с К степенями свободы, соответствующая j -и форме реэоК нансных колебаний, 20

На чертеже изображена схема сист.емы, реализующая сп,особ.

Способ осуществляется следующим образом

50 Исследуемую систему с М степенями свободы устанавливают на платформе вибростенда в приспособлении, позволяющем производить жесткое фиксирование сосредоточенных масс. По55 следовательно образовывают системы с

К 1,2,...,М степенями свободы путем жесткого крепления масс и последующего их освобождени», начиная со а„- сосредоточенная масса (момент инерции масс)

i-ro тела системы, с — коэффициент жесткости

5 i-го упругого элемента или i-й группы упругих элементов системы, P — резонансная частота

j -й формы резонанс10 ных колебаний системы с К степенями свободы, $i «Щ Q) - коэффициент распределения резонансных амплитуд системы с К сте15 пенями свободы, соответствующий j -й форме резонансных колебаний; а ч — резонансная амплитуда колебаний по i-й не- зависимой координате системы с К степенями свободы, соответствующая j -ой форме ре25 зонансных колебаний, — резонансная амплитуда колебаний по выбранному q-й независимой координате системы с степенями свободы, к

1 которой относят все остальные резонансные амплитуды при j„-й форме резонансных колебаний; (6Q. Й, О(— амплитуда абсолютной

35 деформации L-ro ynpyгого элемента или (.-й группы упругих элементов; и — число степеней свобо40 ды системы, соответствующее число независимых координат и числу упругих элементов си",.òåìû.

5(,)«дай(3

Р к к Ь С1Дд, К к ЬЫЖ

g($ к") а к

Формула изобретения.5 89 второй. Для каждой из образованных системы с k степенями свободы про- . водят следующие операции. Возбуждают одну из 3К-х форм одночастотных резонансных колебаний при постоянном значении амплитуды перемещений платформы q, изменяя частоту возбуждения (2), определяют резонанс по изменению амплитуды колебаний одной из координат системы, например п-й, регистрируют резонансные частоту и амплитуды перемещения а<4< по всем х1координатам системы (x =

1,2,.. °,К). Далее несколько увеличивают частоту возбуждения в сторону зарезонаисных частот и фиксируют лр. ее значение Ы К при амплитуде установившихся колебаний по выбранной

Л гъ и-й координате аф, составляющей некоторый уровень о » резонансной амплитуды а„ф К1» = а„ф/а,ф ); потом изменяют частоту возбуждения в сторону дорезонансных частот и фиксируют ее значение (2 g для того л иЛ же уровня амплитуды колебаний а„4"- той же и-й координаты системы. По данным измерения частот определяют л ф ширину резонансного пика,л(1ф =

= Я вЂ” Cd,1к . Аналогичным образом определяют ширину резонансного ниПо данным измерения резонансных амп литуд а-„1 определяют коэффициенты 6 а распределения амлпитуд 4 ) O(а (1 = 1,2,..., К) и, используя полу- ченные данные, вычисляют характеристики демпфирования, например, декремент колебаний Ь каждого К-го упругого элемента или каждой К-й отдельной группы упругих элементов в зависимости от амплитуды их абсолютной деформации Ьа .

Основным преимуществом изобретения является возможность определения амплитудно-зависимых характеристик демпфирования колебаний упругих элементов (или их групп) дискретной статически определимой системы .

Способ определения амплитудноэависимых характеристик демпфирова6427 d ка &03@3 . при амплитудах колебаний, .ЬК1 составляющих различные уровни резо- .. нансной амплитуды Р (К »= Мп

Затем возбуждают j,<-ю форму одночастотных резонансных колебаний при другом значении амплитуды перемещения платформы qe регистрируют резонансную амплитуду колебаний по вы4

1О бранной и-й координате аЯЦ и определяют ширину резонансного пика дед.д при амплитуде колебаний а ) л t" ) 1с к

Э составляющей уровень о 1 резонансной амплитуды 4 )(g>„— „9")/(),„" 1" )

По полученным данным определяют достоверное значение декремента колебаний системы, соответствующее амплитуде а„;в ) по формуле и зависимость декремента колебаний возбуждаемой формы колебаний от амплитуды перемещения по вшбранной и-й координате, т.е ° определяют за5р висимость 4„1" (а„, ) по формуле. ния колебаний отдельных упругих элементов дискретной системы, заключающийся в том, что последова40 тельно возбуждают все формы резонанс.— ных колебаний системы при постоянной амплитуде гармонического силового или кинематического возмущения и определяют соответствующие им характеристики демпфирования, для каждой

l5 формы колебаний системы регистрируют резонансную частоту и амплитуды колебаний по всем независимым координатам, определяют соответствующие им коэффициенты распределения резонансных амплитуд и по полученным данным вычисляют характеристики демп. фирования отдельных упругих элементов (или их отдельных групп), .: т— л и ч а ю шийся тем, что, с це55 лью определения амплитудной зависимости характеристик демпфирования, последовательно, путем жесткого закрепления сосредоточенных масс, ис896427 дГ) ) ()к) ), ) „(як) „Э) ) Е

5, (р(,) ) )2

I f

К= 1,2,.. ° где О,= Дк= ь,N, — декремент колебаний

) -го элемента или

I-й группы элемен-, тов (1; К" 1, соот- вествующий амплитуде его абсолютной деформации, (yA ) фД)) /уйк) О) — декремент j -й реФ.(t.) зонансной формы колебаний с К степенями свободы, опреде ляемой известным способом и со тветствующий амплитуде по выбранной пк-й координате

ОЖ = a „. q„ к)/9 я")

Ск= Я К 0 — эффективный коэффициент жесткости системы с К степенями свободы, соответствующий j и форме резонансных колебаФ к,.1 ний р

М :Ещ ((), )- эффективная .масса (момент инерции масс) системы с К степенями свободы, ключающего их перемещение и утечки энергии при колебаниях, образовывают колебательные системы, начиная с системы с одной степенью свободы, при колебаниях которой деформируется только один крайний. упругий элемент (или группа упругих элементов), для каждой из образованных систем возбуждают одну из возможных форм одночастотных резонансных колебаний, определяют соответствующую этой форме колебаний зависимость характеристики демпфирования от амплитуды колебаний по какой-либо одной из координат системы и по полученным данным вычисляют характеристики демпфирования отдельных упругих элементов (или их отдельных групп) для различных значений амплитуды их абсолютной деформации по формуле

43

Й пр

У4 (и соответствующая. J -ой форме резонансных колебаний;

Щ - сосредоточенная масма (момент инерции масс ) i;ro тела системы", %L - коэффициент жесткости I-го упругого элемента или 1-й группы упругих элементов системь., р -к — резонансная частота

j -й формы резонансК„ ных колебаний системы с К степенями э)с" =О.„ /(„ф)- коэффициент распределения резонансных амплитуд системы с

К степенями свободы, соответствующий вЂ,й форме резонансных колебаний; !

О - резонансная амплитуда колебаний по 1-й независимой координате системы с К с степенями свободы, соответствующая

1, -й фо )ме резонансных колебаний, а 4

- (к1 — резонансная амплитуда колебаний по выбранной q-й независимой координате системы с К степенями свободы, к которой относятся все остальные резонанс.ные амплитуды при

j -й форме резонанск ных колебанйй

Ьйс 0 О٠— амплитуда абсолютной деформации i-ro упругого элемента или 1-ой группы упругих элементов, N — число степеней свободы системы, соответствующее числу независимых координат и числу упругих элементов системы.

Источники информации, ннятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

09111, кл. Q 01 Н Э/10, 02;10.78 рототип), 896427

Сс mi Сю - f

Составитель В,Лопухин

Редактор Н.Пушненкова Техред Т. Иаточка Корректор N. ÐOØH

Заказ 11681/28 Тираж 504 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Ф

Филиал IIIIII "Патент", г. Ужгород, ул. проектная, 4