Способ вибростабилизации металлоконструкций

(55 С 10/ ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ рованных(вредных) резон ных, неучтенных на стади частотах конструкции, к эксплуатационную надеж целом. нсов на дискретпроектирования торые снижают ность изделия в(71) Высшее техническое учебное заведение(54) СПОСОБ ВИБРОСТАБИЛИЗАЦИИ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ(57) Изобретение касается виброакустических технологий, Сущность изобретения заключается в том, что осуществляютвиброобработку свободной конструкции в Изобретение относится к виброакустическим технологиям,Загруженные реальные базовые оболочечные конструкции (с установленными рабочими механизмами) в начальный период эксплуатации сохраняют технологические наследственные признаки, которые могут быть описаны, в частности, величиной, знаком, распределением остаточных напряжений. В процессе эксплуатации под влиянием вынужденных колебаний, инициируемых рабочими механизмами, происходит перераспределение и релаксация остаточных напряжений и, как следствие этих изменений, смещение акустических характеристик конструкции. Так формируются предпосылки возникновения нерегламентирежиме вынужденных колебаний, моделирующих эксплуатационные моды нагруженных конструкций, и выполняютее в следующей последовательности. Проводят статическую обработку и составляют вероятностный акустический паспорт нагруженной конструкции, осуществляют в свободной конструкции вынужденные колебания на дискретных частотах мод нагруженной конструкции, на каждой частоте спектра в течение 15 - 30 мин при последовательном использовании каждого ряда вибраторов в качестве задающего и синхронизации остальных путем изменения фазы возбуждения для получения максимальной амплитуды вынужденных колебаний, 1 ил,Известен резонансный метод виброобработки конструкций с целью стабилизации ее геометрических размеров, заключающийся в том, что обработку конструкции проводят на одном из резонансных пиков для перераспределения остаточных сварочных напряжений в последовательности: сканирование частотного диапазона, запись частотной характеристики, виброобработка на выбранных частотах резонансных пиков, контроль изменения частоты резонансныхпиков, релаксация, определение периода стабилизации частоты резонансных пиков.Недостаток этого способа заключается в том, что при больших габаритах изделия необходимо переустанавливать вибратор по длине и повторять виброобработку, так как эффективное перераспределение напряжений наблюдается на расстоянии не более 2 м от источника колебаний. Кроме того, способ основан на создании одномодовых колебаний на собственных частотах незакрепленной конструкции и не обеспечивает надежность акустической стабилизации на всех возможных модах колебаний сложных конструкций.Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности металлоконструкций, нагруженных рабочими механизмами, на основе упреждающей стабилизации напряженно-деформированного состояния на стадии изготовления конструкции.Поставленная цель достигается тем, что виброобработку свободных, ненагруженных конструкций на стадии их изготовления осуществляют в режиме вынужденных колебаний на резонансной частоте нагруженной конструкции и выполняют ее в следующем порядке; проводят статистическую обработку и составляют вероятностный акустический паспорт нагруженной конструкции, воздействуют на свободную конструкцию вынужденными колебаниями на дискретных частотах эксплуатационных мод нагруженной конструкции посредством многоточечного синхронного возбуждения на каждой частоте спектра нагруженной конструкции в течение 15 - 30 мин при последовательном использовании каждого из вибраторов в качестве задающего и синхронизации всех остальных по задаваемой им моде колебаний путем изменения фазы возбуждения до получения максимума амплитуды вынужденных колебаний в металлоконструкции.Таким образом, в предлагаемом решении используется многоточечное синхронное вибровозбуждение конструкции на стадии изготовления на эксплуатационных модах колебаний нагруженной конструкции в режиме вынужденных колебаний до ее акустической стабилизации для повышения эксплуатационной надежности на этой основе.На чертеже приведено устройство для реализации предлагаемого способа.Устройство содержит управляемый выпрямитель 1, фильтр 2, инверторы 3-6 с регулируемой частотой и фазой, синхронные двигатели 7 - 10 с узлами 11 и 12 дебалансов, обеспечивающими возможность регулирования амплитуды и фазы колебаний по ходу процесса обработки, переключатель 13 каналов, измерительный комплекс14, систему 15 управления выпрямителем,обеспечивающую закон частотного регули 5 рования, блоки 16 - 19 управления инверторами - согласующие устройства,обеспечивающие регулирование фазы напряжения, управляющая вычислительнаямашина 20, датчики 21 и 22 с предусилите 10 лями, измеряющие амплитуду, частоту и фазы колебаний,Устройство работает следующим образом,От инверторов 3 и 4 осуществляется за 15 пуск синхронных двигателей 7-11 - 8 вибратора на дискретной частоте спектраэксплуатационной моды колебаний конструкции. При этом соблюдение закона частотного регулирования на инвертореобеспечивают пропорциональным измене 20 кием выходного напряжения на управляемом выпрямителе 1, Затем черезпереключатель 13 по соответствующему информационному каналу с датчиками 21 и 22производят измерение амплитуды, частоты25 и фазы колебаний конструкции и синхронизируют вибратор 9 - 12 - 10 по моде колебаний первого вибратора 7 - 11 - 8,Устанавливается амплитуда и фаза колебаний задающего вибратора по акустическому30 паспорту с управляющей ЭВМ 20, Согласносигналам, поступающим с датчиков 21 и 22,и командам от Э ВМ 20 на согласующие устройства 16-19 обеспечивается регулировкафазы напряжения питания каждого двигате 35 ля и, следовательно, изменение пространственного положения роторов изакрепленных на их валах дебалансов соответственно установленным значениям амплитуды и фазы колебаний конструкции.40 Описанные операции выполняются последовательно с каждым вибратором на всехчастотах спектра,Использование изобретения позволитповысить надежность стабилизации напря 45 женно-деформированного состояния базо.вых корпусных конструкций, ихакустических и эксплуатационных характеристик. 50 Формула изобретенияСпособ вибростабилизации металлоконструкций преимущественно вибраторами, включающий определение частотной характеристики и виброобработку металло конструкции на заданных частотах, о т л и ча ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности нагруженной металлоконструкции, определяют резонансные частоты нагруженной1735400 580 В 50 ц Составитель Е. СтаниковТехред М.Моргентал едактор И,Горна орректор Т.Пал каз 1795 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 оизводстве металлоконструкции и воздействуют на не- нагруженную металлоконструкцию вынужденными колебаниями определенных выше частот в течение 15 - 30 мин при последовательном использовании каждого ряда виб раторов в качестве задающего и синхронизации остальных путем изменения фазы возбуждения до получения максимума амплитуды вынужденных колебаний в металлоконструкции.