Фазовый способ определения характеристик рассеяния энергии колебаний

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН А 4(5) С 01 В 3/32 ЕНИЯ/ ЬСТВ ной часто истику при задан ения, по которым ициенты демпфиро нергии колебаний возбуж коэф- сеяния определяю ания и ра по формулх (а) - сд м еССР 8 Ф) р о(а) Щ м, а) де Ь(ы, а) = Ь,(ю), ЬСд(а) коэффицированияной ампллебанийд колебаветствен т иа уде част й со ко-,е о 4(ю, а) --= Ч( ю), Ур (а) оэффициенты рания энергии кол а ний при заданныхамплитуде и частотсоответственно; ф =Чп(М), %и(ф ) азочастотная, (а) Р ния, ама. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ АНИЕ ИЗО ВТОРСНОМУ СВИД(71) Институт прикладных проблем мханики и математики АН Украинский(56) 1. Сорокин Е.С. Методы экспериментального определения внутреннеготрения в твердых телах, В сб, "Вопрсы прикладной механики", М., 1964,вып, 193, с. 5-41,2, Авторское свидетельство СССРВ 410295; кл, С 01 В 11/16, 1971,(54)(57) ФАЗОВЫЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯХАРАКТЕРИСТИК РАССЕЯНИЯ ЭНЕРГИИ КОЛЕБАНИЙ, заключающийся в том, что возбуждают вынужденные колебания образца материала или элемента конструкции,регистрируют частоту возбуждения, уголсдвига фаз между возбуждающей силойи деформацией образца и резонанснуючастоту колебаний, соответствующиезаданному значению амплитуды колебаний, по которым вычисляют характеристику рассеяния энергии, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности путем учета амплитудной и частотной зависимостей характеристики рассеяния энергии колебаний, определяют собственную частотуколебаний образца по сдвигу фазы 90между возбуждающей силой и деформацией при заданном значении амплитуды колебаний, затем измеряют фаэоастотную характеристику колеаний образца при этом же значениимплитуды и фазоамплитудную характе 801165937 фазоамплитудная характеристики соотвственно;собственная и резонансная частоты кобаний образца соответственно;Фчастота возбуждесоответствующаяплитуде ч вынужденных колебаний обравычисляют коэффициергии по формулеш2-Р-р - )с у сная частота колебаазца, соответствуплитуда а колебанийсоб позволяет исслеУю зависимость. Расолебаний для образависимым рассеяниемй при малых уровняхии колебаний 2 ,следовании образцов.м рассеяния энергииимой области известает недостаточнойльку не учитываетзависимость рассеянияебаний образца.обретения - повьппение точм учета амплитудной и часисимостей характеристикиэнергии колебаний,енная цель достигается .ри фазовом способе опреде-.ктеристик рассеяния энергиизаключающийся в том, чтовынужденные колебания обриала или элемента констгистрируют частоту возбужл сдвига фаз между возбужой и деформацией образцаную частоту колебаний, сооте заданному значению амлпианий, по которым вычисляюттику рассеяния энергии, опобственную частоту колебаа по сдвигу фазы 90 междуей силой и деформацией приначении амплитуды колебаизмеряют фазочастотнуютику колебаний образца приачении амплитуды и фазоам-,характеристику при задане возбуждения, по которымкоэффициенты демпфироваеяния энергии колебаний 2 частотнуюМ = 27(1 -- ) -3 Мй 2 сэнергии колРо Цель из где Р - собственная частота колеба- ности путеоний образца; 25 тотной завю - частота возбуждения, соот- рассеянияветствующая амплитуде д . Поставлвынужденных колебаний об- тем, что пРазца; ления хара- угол сдвига фаз между воз= ЗО колебаний,буждающей силой и деформа- возбуждаютцией образца при амплитуде разца матеа вынужденных колебаний Рукции Реобразца. дения, угоДанный способ позволяет исследо- - дащей сил35 вать частотную зависимость рассе- и резонансянин энергии колебаний для образцов ветствующис амплитудонезависимым рассеянием . туды колеб энергии колебаний малого уровня 1, характерисОднако при исследовании образцов 40 Ределяют сс большим уровнем рассеяния энергии ний образцколебаний данный способ обладает воз буждающ недостаточной точностью, поскольку , заданном з не учитывает амппитудную зависимость ний, затемрассеяния энергии колебаний образца, 45 характерисэтом же знНаиболее близким к изобретениюплитудную по технической сущности и достиганой.частот емому результату является фазовыйопределяют способ определения характеристикрассеяния энергии колебаний, заклюния и расспо формулам чающийся в том, что возбуждают вы"нужденные колебания образца материала или элемента конструкции, регистрируют частоту возбуждения, угол сдвига фаз между возбуждающей силой 55 ща) и деформацией образца и резонанснуючастоту колебаний, соответствующиезаданному значению амплитуды колебагде Ь (щ,= Ьа(р1 1165937Изобретение относится к исследо- ний, по которым ванию механических свойств матери-. ент рассеяния эн алов н элементов конструкции, а именно к фазовым способам определения ха- Чф= 2 У (1 рактеристик рассеяния энергии колебаний, где Р - резонанИзвестен фазовый .способ определе- ний обр ния характеристик рассеянияэнергиИ ,ющая ам колебаний, заключающийся в том, что , образца возбуждают вынужденные. колебания 10 Известный спо образца материала или элемента кон- довать амплитудн струкции, регистрируют частоту воз- сеяния энергии к буждения и угол сдвига фаз между . цов с частотно-з возбуждающей силой и. деформацией энергии колебани образца, соответствующие заданному 15 поглощения энерг значению амплитуды колебаний, а так- Однако при ис же собственную частоту колебаний с большим .уровне образца, по которым вычисляют коэф- в частотнозавис фициент рассеяния энергии колебаний ный.способ облад по формуле 2 О точностью поско=Ма( И),(а )- коэффициенты рассеяния энергии колебаний при заданных амплитуде и частоте соответственно; ф=М ),- фазочастотная и фазоамплитудная характеристики соответственно;Р (а), Р) - собственная и резонансная частотыколебаний образцасоответственно;ю - частота возбужде- мыхния,соответствующаядамплитуде ц вынужденных колебанийобразца,Измерение собственной частоты колебаний образца.и фазочастотной ЗО з характеристики колебаний образца Р при заданном значении амплитуды колебаний позволяет определить частотнозависимые характеристики рассе-ют яния энергии колебаний, а измерение сЗ 5 фазоамплитудной характеристики и соб- и ственной частоты колебаний образца при заданной частоте возбуждения по- в зволяет определить амплитудную за-р висимость характеристики рассеяния л энергии колебаний образца.Способ осуществляется следующим образом. ЙЫ,а) == Ьа(и,Ь оз (а) коэффициентфирования прной амплитудлебаний и чЮ соответсдемпи задане ц костоте венно;- коэффициенты рассеяния энергии колебаний при заданной з 1659 - коэффициент демпфирования при заданной амплитуде а.колебаний и частоте и колебаний со.ответственно; С помощью, например, генератора 45 й электродинамического вибратора возбуждают вынужденные колебания образца материала или элемента кон-. струкции, регистрируют частоту возбуждения, например, .с помощью часто . томера, подключенного к выходу генератора, угол сдвига фаз между возбуждающей силой и деформацией .образца, например, с помощью датчика перемещения образца и фазового 55 детектора, .подключенного к генера-тору и датчику перемещения образца, и резонансную частоту колебаний при 3,7 4максимальной амплитуде колебаний образца, соответствующие заданному значению а амплитуды Колебаний. Затем, изменяя частоту возбуждения, подцерживая постоянной амплитуду а колебаний путем регулирования, например, возбуждающей силы вибратора, определяют собственную частоту колебаний образца.по сдвигу фазы 90 между возбуждающей силой и деформацией образца.Для определения частотной зависимости характеристик рассеяния энергии колебаний измеряют фаэочас- " тотную характеристику Ф =1 а(и) ) коебаний образца, т.е. сдвиг фазы Ч между возбуждающей силой и дефорацией образца, поддерживая постоянной амплитуду е колебаний для всех значений частот щ в исследуемом диапазоне, при которых изменяется сдвиг фазы Жн.Для определения амплитудозависихарактеристик рассеяния энергииолебаний измеряют собственную частоту Ро(а), резонансную частоту Рцолебаний образца и фазоамплитуднуюарактеристику ф =Мы(а) при заданнойастоте ш возбуждения для различныхкачений амплитуты о) колебаний об азца в исследуемом диапазоне амплиуд, т.е. для каждого значения амитуды а колебаний образца измерясдвиг фаз ю между возбуждающейилой .и деформацией образца, Р (а)Р,По измеренным значениям рассчитыают коэффициенты демпфирования иассеяния энергии колебаний по формуамЪ 2 1(со а) = Рв(а) шО)фг . ф ц( в ) .2) Ре(а) - РФЗРо(а)с ф УРею Ро(а) - Ь(ю, а)(+5 1165937амплитуде и частотесоответственно; колебаний образца соответственно.Предлагаемый способ позволяет повысить точность определения характеристик рассеяния энергии колебаний образцов, характеризующихся большим уровнем рассеяния энергии с одновременной зависимостью его как от частоты, так и от амплитуды колебаний путем. учета данных зависимостей,Ф =1 в(ы ),Жо(а )фазочастотная и фаэоамплитудная характеристики соответственно; Р (а)Рб собственная и резо 10нансная частоты,Составитель В, ПастушинРедактор О. Головач Техред С.йовжий Корректор Г. Решетник Подписное Филиал ППП "Патент", г; Ужгород, ул, Проектная, 4 Заказ 4301/35 Тираж 897ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5