Способ вибродемпфирования металлической конструкции

)5 6 10 К 11/О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ЗОБРЕТЕН ИСАН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.24,534.2(088,8)и 3 Ф 53-3243, кл. 0 м 0 К 1К ции% 2398360, кл. О брационная энергияукциях определяетс Изобретение относится к машиностроению, а именно кдемпфированию колебанив инженерных конструкциях. РассеиваемаяоднЬродных конкак(1) Я ия является повышевибродемпфирования астотного и темпера- а также упрощение и демпфирования коленструкции. Целью изобрете ние эффективности за счет расширения турного диапазонов, сокращение времени баний в элементах ко афик иллюстраНа чертеже при ций, предлагаемый Увеличение ак составляющей кон данном диапазоне дением локальной н в конструкцию и сварных швов, что ральных потерь виб Математическа щая данный вывод,разом.диссипативнойв целом в заостигается ввеодной структуры есения на нее т к росту интегии.подтверждаю- следующим об(21) 4681233/10(56) Заявка Япон11/02.Заявка Фран11 УОО, 1979. веден г способ, тивнойструкции частот д еоднорутем нан приводи роэнергя моделстроится(54) СПОСОБ ВИБРОДЕМПФИРОВАНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ КОНСТРУКЦИИ (57) Изобретение относится к машиностроению, а именно к демпфированию колебаний инженерных конструкций. Цель изобретения - повышение эффективности за счет расширения частотного и температурного диапазонов вибродемпфирования. Способ заключается в создании локальной неоднородной структуры в металлической конструкции путем нанесения на ней сварных швов. 1 ил. М/,= Уи (х,у) ф 2 (х,у, в) б 3, где Я - площадь однородной конструкции;п 1 - масса на единицу площади; дф- колебательная скорость смещения; 0ф - коэффициент поглощения энергии колебаний.Для диссипативно неоднородной конструкции выражение (1) принимает видСРууууу шФ Х, хх (х,у)(х,у,и) б 8, (2)41=где- индекс-го элемента конструкции, в пределах которого ф = сонэ;й - число элементов.Если рассматривать в соотношении (1) ф как усредненный коэффициент поглощения для анизотропной конструкции в целом (ф =ф ), то, приравнивания выражения (1) и (2), получают,9 ), пц (х.у)(х,у,и) б я 3 п) (х,у)(х,у,в) б Б Выражение (3) носит общий характер.В качестве примера рассмотрим шарнирно опертую. свареннук) из нескольких кусков балку длиной постоянного сечения, которая совершает гармонические колебания. В этой балке имеет место анизотропия диссипативных свойств,Существует два вида участков с разными коэффициентами поглощения, В первом участке - материал балки, не изменивший свою структуру, во втором - сварной шов и околошовная зона, материал которой изменяет свою структуру в результате сварки. Такимобразом, балку можно разбить на й участков.Тогда на резонансе а, учитывая гармонический характер колебаний, выражение (3) принимает вид/ 1 2( /)где и - номер формы резонансных колебаний;х - текущее значение координаты;х) - граница зоны.Выражениез 1 п 2 (и их/1) Д х:=х 1(х 1 - хь 1)/2 = Лх/2. (6)Следовательно, выражение (4) стремитсяй1 Р =-РЛх)/, (7) СР=1т,е. изменение ф от одной частоты к другой происходит около среднего значения коэффициента поглощения, который зависит только от протяженности участков, которым соответствует ф,Отсюда следует, что чем больше сварных швов имеет конструкция, тем сильнее отличается регрессионная кривая ее коэффициента поглощения от регрессионной кривой коэффициента поглощения конструкции иэ однородного материала. Экспериментальная проверка предложенной модели проведена на пластинах иэ алюминиевого сплава с габаритами 1,2 х 1,2 х 0,06 м. Первая из них (кривая 1) 5 однородная и не имеет сварных швов, вторая (кривая 2) состоит из трех частей, соединенных сплошными сварными швами, а третья пластина (кривая 3) - из восьми частей, соединенных сплошными сварными 10 швами.Численная оценка величины максимального коэффициента поглощения, которую можно получить для данной конструкции, определяется следующим 15 образом.Для сваркой пластины выражение (7)принимает видф =:,; 9 Ь 31/Я, (8)20 Е,сргде =1,2;ф 1, Л 31 - коэффициент поглощения иплощадь элемента, материал которого неизменил свою структуру;25 ф 2, 632 - относятся к.материалу, который изменил свою структуру в результатесварки,Величина Я 2 может быть экспериментально измерена:з 2: Ь 1, (9)где Ь - ширина зоны, в которой материализменил свою структуру;1) - протяженность швов,Ь = бат+ Ьщ, (10)где ат - толщина конструкции;Ьш - ширина сварного шва.Из (8) видно, что величина коэффициента поглощения в сварном шве и околошовной зоне, изменившей свою структуру после40 сварки, равнаф = ф (З 1 + З 2)/Я 2 - ф 1 З 1/32, (11) й;срВеличины ф,и ф определены экспеТсрриментально на йервой и второй пластинах, 32 и 31 = 8 - 32 определены расчетным путем по вы ражениям (9) и (10). В результате величина коэффициента поглощения в обла.сти шва50 ф/2 = 0,086 .Экспериментально полученные резуль.таты ф/2 л= 0,086 и ф/2 л=0,0075 зало.жены для расчета ф в третьей пластине.Результаты расчета показаны кривой 4.Сравнение кривых 3 и 4 свидетельствует о хорошем согласовании результатов и о правильности разработанной физической модели. Результаты эксперимента также свидетельствуют, что теоретически, нанеся1697107 дд 2 ддОб Составитель В.БорщеговскаяРедактор И.Шмакова Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцо Заказ 4308 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 415 КНТ СССР изводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 сваоные швы на всю конструкцию, можно достичь коэффициента потерьд = ф/2 л - 0,09в широком диапазоне частот.Формула изобретения 5 Способ вибродемпфирования металлической конструкции, заключающийся в том, что конструкцию подвергают обработке путем формирования вибропоглощающих зон, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности за счет рас. ширения температурного и частотного диапазонов вибродемпфирования, формирование вибропоглощающих зон про изводят путем наваривания на поверхность конструкции сварных швов,