Способ определения декремента колебаний по ширине резонансного пика

Союз Советских Социалистических Республик(23) Приоритет Гасударствеииыи комитеСовета Иииистров СССРпа делам изааретеиийи открытий Опубликовано 30.05.77. 3) УДК 620,178,(088,8)члетень Ха 2 анпя 11.07.7 ата опубл ования оп 72) Авторы изобретения твеев и А. П, Яковл(71) Заявите ститут проблем прочности АН Украинской 54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕКРЕМЕНТА КОЛЕБАНИ ПО ШИРИНЕ РЕЗОНАНСНОГО ПИКАИзобретение касается исследования механических свойств материалов и элементовконструкций при переменных нагрузках, аименно способов определения характеристикрассеяния энергии при колебаниях по ширинепика резонансной кривой.Известен способ определения характеристик рассеяния энергии, например декрементаколебаний, по ширине пика резонансной кривой, заключающийся в том, что возбуждаютрезонансные колебания исследуемого образца или элемента конструкции при постоянномзначении амплитуды возмущающей силы, регистрируют резонансную частоту и частотывынужденных колебаний по обе стороны отрезонанса при амплитуде, составляющей некоторый уровень резонансной амплитуды,равный 0,5 или 0,7 от ее величины, определяют по данным измерения ширину резонансного пика и по полученным данным вычисляютдекремент колебаний.Однако применение такого способа ограничивается случаями малых уровней циклического деформирования материала, когда необратимые потери невелики и колебательнуюсистему можно считать практически линейной, В противном случае, применение такогоспособа, не учитывающего нелинейность колебательной системы, может привести к большой погрешности испытаний,Известен также способ определения декремента колебаний по ширине резонансного пика, заключаюцийся в том, что возбуждают резонансные колебания исследуемого образца или элемента конструкции при постоянном значении амплитуды возмущающей силы, регистрируют резонансную частоту, определяют два значения ширины резонансного пика, соответствующие различным уровням резонан спой амплитуды колебаний, вычисляют параметр, характеризующий нелинейность колебательной системы, используя значения выбранных уровней амплитуды колебаний и соответствующий каждому уровню ширины резонан сного пика, и по полученным данным вычисляют декремент колебаний. Однако параметр, характеризующии нелинейность колебательной системы, определяет ся в предположении степенной зависимостихарактеристик рассеяния энергии от амплитуды колебаний. Поэтому этого известного способа для исследования колебательных систем, нелинейность которых определяется другими 25 зависимостями характеристики рассеянияэнергии от амплитуды, а также в случае, когда вид указанной зависимости вообще неизвестен, приводит к большой погрешности.Целью изобретения является повышение 30 достоверности эксперимента.3Для этого дополнительно возбуждают резонансные колебания исследуемого образца или элемента конструкции при каком-либо другом постоянном значении амплитуды возмущающей силы, определяют ширину каждо го резонансного пика при одинаковом абсолютном значении амплитуды колебаний и вычисляют декремент колебаний по формуле/Ло 210Р) (где 6 (аф) - декремент колебаний, соответствующий выбранной амплитуде колебаний а", на уровне которой производится измерение ширины резонансных пиков;Ло 1 и Лж 2 - ширина первого и второго резонансных пиков на уровне амплитуды колебаний аф;о - резонансная частота; 20 1 - безразмерный коэффициент, равный отЧ 2ношениюД 1д 1 и й - амплитуды возмущающей силы или параметра, ей пропорционального, при которых производится первое и второе возбуждение резонансных колебаний.На чертеже представлены графики зависимостей амплитуды от частоты при постоянных значениях амплитуд возмущающей силы д 1 и Ч 2Способ осуществляется следующим образом.Образец из исследуемого материала или элемент конструкций устанавливают на платформе вибростенда, возбуждают в нем резонансные колебания при каком-либо постоянном значении амплитуды возмущающей силы.Измеряют величину амплитуды возмущающей силы д Изменяют частоту возбуждения и по изменению амплитуды колебаний определяют резонанс, фиксируя резонансную частоту р.Затем увеличивают несколько частоту возблкдения в сторону зарезонансных частот иПфиксируют ее значение о при некотором уровне амплитуды установившихся колебаний а", а потом изменяют частоту возбуждения в сторону дорезонансных частот и фиксируют ее значение О для того же уровня амплитуды колебаний аф. 50Далее возбукдают резонансные колебания того же образца или элемента конструкции при другой амплитуде возмущающей силы, измеряют величину амплитуды д 2, затем изменяют частоту возбуждения в сторону зарезо нансных и дорезонансных частот и фиксируют ее значения в, и о для уровня амплитуды колебаний а", при котором, проводят измерение ширины резонансного пика, полученного при возбуждении колебаний с первоначаль ной амплитудой возмущающей силы. 4По данным измерения частот определяют ширину резонансных пиков Ло, и Ло 2, соответствующих двум заданным значениям амплитуды возмущающей силы д 1 и д 2 на одном и том же уровне амплитуды колебаний образца а".Используя замеренные значения амплитуд возмущающей силы д 1 и д 2 и ширины резонансных пиков Ло 1 и Лс 2, вычисляют декремент колебаний, соответствующий выбранному уровню амплитуды аф по приведенной выше формуле.Способ позволяет с большой достоверностью определять декремент колебаний по ширине пика резонансной кривой при любом характере нелинейности исследуемого объекта, обусловленной рассеянием энергии,Формула изобретенияСпособ определения декремента колебанийпо ширине резонансного пика, заключающийся в том, что возбуждают резонансные колебания исследуемого образца или элементаконструкции при постоянном значении амплитуды возмущающей силы, регистрируют резонансную частоту, определяют два значения ширины резонансного пика, соответствующиеразличным уровням резонансной амплитудыколебаний, и вычисляют по этим параметрамдекремент колебаний, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения достоверности эксперимента, дополнительно возбукдают резонансные колебания исследуемого образца илиэлемента конструкции при каком-либо другомпостоянном значении амплитуды возмущающей силы, определяют ширину каждого резонансного пика при одинаковом абсолютномзначении амплитуды колебаний и вычисляютдекремент колебаний по формуле2О(аф) =- )1 1 - 1 фгде 6(аф) - декремент колебаний, соответствующий выбранной амплитуде колебаний аф,на уровне которой производится измерениеширины резонансных пиков;Лы, и Ло 2 - ширина первого и второго резонансных пиков на уровне амплитуды колебаний а,о - резонансная частота;Р - безразмерный коэффициент, равный отЧ 2ношениюйд и д 2 - амплитуды возмущающей силыили параметра, ей пропорционального, прикоторых производится первое и второе возбукдение резонансных колебаний.560168 оставитель Г. КоноваловаТехред М, Семенов кова Тираж 1109тета Совета Министроний и открытийРаушская наб., д. 4/5 ПодписноеР. Сапунова, 2 Типограф аказ 1465/7 Изд,471 ЦНИИПИ Государственного ком по делам изобрете 113035, Москва, Ж, Корректор А. Степано