Способ определения сил

союз советскихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛ 9(56) Авторское свиМ 777496, кл. 6 01Авторское саидМ. 1659749, кл. 0 0 М 7научно-исследователькад, А,Н;Крылова етельство СССР1 1/22, 1978.етельство СССР1 1/16, 1988. ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ Изобретение относится к контрольноизмерительной технике, обеспечивающей надежность конструкции, особенно при ее резонансных колебаниях, а также вибрационный контроль за излучением таких конструкций,Известен способ, заключающийся визмерении возбуждающих усилий и перемещений балки, который по известному из теории либо по тарировке распределению перемещений определяет величины сил реакции заделки балки. Можно провести по крайней мере две прйчины. по которым на практике использование этого способа может быть исключено, Во-первых, конструкция может в некоторых частях быть заключенной в кожухе, либо изолированной, что не позволяет провести измерение в заданном числе точек, Во-вторых, предварительное (калибровочное) обследование балки невозможно по технологическим соображениям, Обе причины устранены в про(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СИЛЫ (57) Использование; вибрационный контроль за излучением конструкций при резонансных колебаниях, Сущность изобретения: измеряют перемещение в равноудаленных точках окружных сечениях длинной оболочки, два из которых совпадают с краем оболочки, а два - отстоят от них попарно на расстоянии 1/16 длины волны. Одновременно измеряют фазовые соотношения этих перемещений и с помощью спектрального анализа выделяют формы колебаний и спектральные составляющие возбуждающих усилий, по которым определяют силу, 1 ил,тотипе, где имеет место чменьшение используемой информации путем измерений лишь граничных перемещений и возбуждающих усилий, причем изменению внем подвергаются перемещения в четырех сечениях 4 балки, два из которых совпадают с краем балки, а два других отстоят от них попарно О на расстоянии 1/16 длины волны в осевом 0 направлении. Основную физическую посылку известного способа можно сформулировать как аналитическое определение сил реакции по замеренным граничным перемещениям, т,е, как техническое решение, основанное на теории потенциала. На прак- а тике основными элементами корпусных конструкций наряду с балками являются цилиндрические оболочки колебания, Колебания длинных оболочек (длина которых превосходит радиус не меньше, чем в 10 раз) по. осевой координате аналогично колебаниям балок, но на частотах, где появляются оболочные формы колебаний, наличие622, 4деформаций в окружном направлении дела- Таким образом, для осуществления на, ет использование способа, изложенного в .стоящего способа требуется следующая попрототипе, невозможным. Заметим, что ба-. следовательность действий; . лочные формы колебаний при этом могут 1.Измерениеперемещенийвравноуда: рассчитываться по способу, йзложенному в 5 ленных точках четырех:окружностей, два из прототипе, но в ограниченном частотном . которых расположены непосредственно на диапазоне.: . краях оболочки поз.1, на.фиг.1), а две другиеЦель изобретения - повышение эффек- отстрятпопарноотнихна 1/16 длинывОлнЫ тивностй определения силы за счетвозмож- . в осевом направлении (поз.2), ности определения силы на .длинных "0 Величина этой длины волны равна оболочсах при аболочечных формах колебанйй,",;: . .". ",2 луказанная цельдостигается тем, что в.; Кспособе определения силы заключающемся в приложении к балке возбуждающих.уси где К 1 - осевое волновое число колебаний лий и измерении. перемещений в четырех .оболочки, сечениях балки, два из которых совпадают : . 2. Выделение амплитуд поперечных , с краем балки, а два.других отстоят от.них " колебаний каждой моды-с окру)кным РаС- попарно на расстоянии 1/18 длины волны в пределением в виде соз Эапомощью осевом напраалении, измерявт перемеще Спектрального анализа. ние в соответствуощих окружных сечениях."3, Определение потенциала Фп из найоболочки в равноудаленйых точкех, одно-" денного значения Ф. временно измеряют фазовые соотноеения этих перемещенийис помощью спеюраль-.,.:, . , р ного. анализа выделяют формы колебаний и 2 Б .:, фл", - з спектральные составляющие возбуждающих усилий, па которым определяют силу,на чертеже представлен фрагмент обо-:, .Очисло полуволн. укладывающихся по лочки с:четырьмя окружными сечениями, в: кбторых измеряют перемещбнйя.; З 0 . Рд еЕ. Р":":. " ос авлЯПриведемфизическоеобосноваЯИеме. 5 Рдс ет спект Эльн х со автода, которое с одной сторонь опирается йа :6. Расчет спектральных. составляющих теорию потенциала для.балки:, используе-сил с использованиемфункции Грина и ее мую вспособе прототипе, а"с.другой сторб-производных,а также граничных значений ны-на такое олисание колебаний оболочки 35 спектРальных СФставляющих,углов поворокоторОЕдлЯ КаждОй, форМЪ КОлебаний сво-:- та.и. перемещении, при атом при определедитсякколебаййям.балкиначпругомосно-нии сил Реакции в соответствми с вании и позволяет воспользова, настоящим изобретением берут произведевании и позволяет воспользоваться.:. 4 2 способом в соответствии с. изобретением; : ние а о Рл, а Функция Грина имеет видОписание способаопределенйя сил при 40 колебаниях балки поизмерейиюеегранич- .ф оаи, е "+, е2,2кф., вакф йых перемещений известно. из прототипа, .,:,: . " 4 0 д . К 1 з К 2 з Рассмотрйм длййные оболочки, для которых . можно пренебречь осевыми моментами, . где О Е д а; к 2= к 1(И) пренебречь влиянием деформаций растя ф - нормированная на радиус Осевая жения.в окружном направлении на осевыв . координата. тангенциальные усилия; пренебречь влиянйем изгибных осевых деформаций на ок-Алгоритм расчета сйектральных составружные моментные усилия, йренебречь ляющих сил соответствует зависимостям, коэффициентом Пуанссона (.Р. 1);При приведеннымв(2), ведерные выше приближения явлЯЮтСя б; Определение путем суммирования обычнйми для подкрепленнЫх кольцами действующих граничных сил на краях длин- оболочекс отношением длины к радиусу ной оболочки; 1,) -3. и приводят к ограничению в частот с р, а ном диапазоне при приближении к кольце- . " =, - .СозпО (1-1,2)й, а 4,РСп Вой частоте ( йк = - , гДе Слр - скоРость а по найденным по п.5 спекто 1 альным состав,продольных ВОлн В материале ляющим форм на краях Р и5 : 1796922 б собой окружности, что в инженерной практике является обйчным. Формула изобретения. ностизасчетвоэможностиопределениясилы на длинных оболочках йри оболочечныхСпособ определения силы, заключаю- формах колебанйй, йэмеряют перемещения щййся в приложении к балке возбуждающих : всоответствующих окружных сечениях обоусилий и измерений перемещений в четы-лочки в. равйоудаленных точках, одновререх сечениях балки,два из которых совой- " менно измеряют фазовые соотношения дают с краем балкйа. два других отстоятот, .этих перемещений и с помощью спектраль-. них пойарно на расстоянии 1/16 длины.вол-ного анализа выделяют формй колебаний и ны в осевом найравленииотл и ча юркий-.снектральные составляющие возбуждаюс я тем, что, с целью повыавния эффектиЬ- щих усилйй, по которым определяют силу,Составитель С,Ковинская .Техред М;МоргейталКорректор С,Юско Редактор Т.Вагона Заказ б 4 ВНИИТираж. ПодписноеГосударственного комитета йо-изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб;, 4/5 водственно-иэдательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 С учетом ограничений на размеры оболочки и частотный диапазон можно считать, что данный способ является наиболее простым и, возможно, единственным способом, позволяющим по граничным замерам Мопе: речных перемещений:и: известной возбуждающей силе определить силы реакции на краях оболочки, При этом несущественный является способ ее крепления за исключе- . нием того, что края оболочки. представляют 10 Практическбе значение технического решения определяется еще и тем, что оно является одновременно способом вибрационного контроля за излучением оболочек в низкочастотномдиапазойе и способом определениякозффйциента передачи сйлы при колебаниях длинных оболочек,