Устройство для определения плотности закрепления упругих тел, например, балок или пластин

ОПИ роиства для определения плотности закрепления упр тел, например, балок или пластин. К авторскому свидетельству Г. А. Овтрииова, заявленному 21 1934 года (спр, о перв.147953). О выдаче авторского свидетельства опубликовано 31 августа 1935 года.уги 1 ая ивизны на го к закреплению. В предлагаемо наружения неплот применены три ил колебаний, напр.,ния на зажимах ко измерительного пр чтобы по мин им последнего можно нивании сдвига ф напряжениями.м устройстве для обно закрепленных мест и больще приемников микрофонов, напряжеторых подаются в цепь ибора таким образом, альному отклонению было судить о выраваз между отдельными дв:- находятсяяхтпотерь энерги азе, Если в закреплени тся, то либ е наблюдд(147) В местах неплотной заделки балок и пластин при механических их колебаниях происходят потери энергии. В ряде вопросов музыкальной акустики, а также в некоторых вопросах вибрации кораблей, самолетов, рельсов и т. и. бывает необходимо находить эти места неплотных заделок, поглощающих колебательную энергию.Создающая упругую деформацию сила, имеющая место на балке, будет работать против сопротивления места закрепления, Мгновенные значения этой работы определяются произведением из вращающего момента у места закрепления (пропорционального кривизне ; балки, где Б -дхгамплитуда) на угловую скорость вращесдамния - самого закрепления. Эта угловаяНхсйскорость работает против момента сопротивления закрепления, передавая механическую энергию месту закрепления. Таким образом, например, для случая синусоидальных колебаний явление длительного поглощения энергии е закреплении будет иметь место в том случае,РАЙкогда угловая скорость и кривизнаИхсй=бсолютно плотно зажатой балке), либогдйкривизна -:.;= 0 (при спертой балке),ФхД млибо угловое перемещение - : (а не углодхдфопвая скорость,в фазе с кривизноййхй Е,(при упругом закрепленйи), т. е. угловаяоскорость опережает кривизну на 90,Флиоо наконец, угловая скорость 1 - -1- Отстает от кривизны на 90 (при массовомзакреплении), т. е. угловое перемещение- сдвинуто относительно крдх180 во времени.Таким о"разом признаком отсутствияпотерь в данном закреплении является1:тот факт, что угловое перемещение --либо в фазе (при упругом закреплении),либо в противоположной фазе (при массовом закреплении) относительно кривизны: элемента балки, прилегающе- ИхИзобретение предусматривает ряд форм выполнения устройства.На чертеже фиг. 1 изображает схематически часть колеблющейся балки; фиг, 2 в схе электрических соединений предлагаемого устройства; фиг. 3 - видоизмененную схему устройства с угольныии микрофонами и фиг. 4 - видоизмененную схему устройства с конденсаторными микрофонами.Три одинаковых и расположенных на равных близких расстояниях микрофона 1, 2 и 3 (фиг. 2) прикасаются к балке 4 вблизи испытуемого закрепления 5. Балка каким-либо образом приводится в состояние поперечных колебаний изгиба, Сум.ма напряжений на зажимах микрофонов 1 и 3 (соединенных последовательно) подается на реостат б со средней точкой, а разность между падением напряжения на половине этого реостата и напряжекием на микрофоне 2 подается на потенциометр 7 большого сопротивления. Общее падение напряжения на этом потенциометре таким образом равно полу- сумме напряжений крайних микрофонов минус напряжение микрофона среднего, т. е. пропорционально кривизне малого участка 1 - 3 балки 4.Знак падения напряжения обусловливается положением двухполюсного переключателя 8.Далее разность потенциалов между средней точкой реостата 6 и соединением между микрофонами 1 и 3, пропорциональная угловому перемещению участка 1 - 3 балки 4, подается на потенциометр 9. Движки, могущие переме. щаться по потенциометрам 7 и 9, соединены с входом усилителя 10; выход этого усилителя соединен с телефоном 11 или другим индикатором переменного тока 12.Действие устройства заключается в следующем, Если потерь колебательной энергии в закреплении 5 не происходит, то напряжение на потенциометре 7, пропорциональное кривизне участка 1 -балки 4, будет либо совпадать по фазе с напряжением на потенциометре 9, либо будет ему противоположно. В обослучаях мы можем подобрать таихположения движков потенциомекиев 7 и 9, чтобы сигнала на выходе тролителя не наблюдалось. В частности " ит подбор может потребовать пересиэто броски двухполюсного переключателя У из одного положения в другое (так как этот переключатель определчет направление на пряжения на потенциометре 7),В том случае, если в закреплении 5 имеются потери колебательной энергии и напряжения на обоих потенциометрах будут сдвинуты по фазе, то никакими перемещениями движков мы не сможем добиться отсутствия сигнала. Это последнее обстоятельство и служит признаком потерь энергии в закреплении,Из анализа схемы фиг. 2 и вышеизложенных соображений вытекает, что признаком отсутствия потерь энергии на вращение и закрепление является синфазность разностей э, д. с., даваемых тремя микрофонами 1,.2, 3,На фиг. 3 дана схема использования угольных микрофонов для описываемого устройства, причем к этой схеме могут быть целиком отнесены приведенные выше соображения.Три однотипных угольных микрофона 1, 2 и 3 прикасаются к балке 4 вблизи испытуемого места ее закрепления 5 на разных близких расстояниях один от дру. гого. Эти микрофоны питаются от батареи 13, причем ток каждого микрофона проходит соответственно по добавочным сопротивлениям 14, 15, 1 б, на которых со. здаются соответствующие падения напряжения, разность падений напряжения, создаваемая на двух добавочных сопротивлениях, распределяется вдоль потенциометров 17, 18, 9, причем каждый потенциометр имеет движок. Любая пара движков (напр, от потенциометров 18, 19) подается на первичную обмотку трансформатора 20, соединенного обычными способами с усилительной лампой21; она является первой лампой усилителя, на выходе коего имеется индикатор переменного тока или телефон (как это показано на фиг, 2). Если на какой-либопаре потенциометров 17, 18, 19 можно подобрать такие положения движков (кроме, разумеется, короткого замыкания между ними), что индикатор на выходе покажет нулевое отклонение, то это будет значить, что в данном закреплении нет потерь энергии на изгиб.На фиг. 4 дана схема устройства, в которой используются конденсаторныемикрофоны. Вблизи балки 4 прикреплены три электрода 22, 23, 24 на равныхблизких расстояниях друг от друга, причем вся группа располагается вблизииспытуемого места закрепления 5. Насамой балке вблизи этих электродов прикрепляется общий гибкий электрод 25,соединенный с батареей 26 непосредственно, Электроды 22, 23, 24 соединеныс ее противополжным полюсом через триодинаковых трансформатора 2, 28, 29.Вторичные обмотки этих трансформаторов могут быть соединены в любом сочетании так, что на потенциометры 30и 37 подаются разности напряжений каких-либо двух вторичных обмоток,Движки обоих потенциометров черезтрансформатор 32 подаются на сеткупервой лампы 33 усилителя, оканчиваю.щегося, как и ранее, телефоном и индикатором,Если при некотором соединении вторичных обмоток трансформаторов 27,28,29 будет возможно найти на потенциометрах 30 и 31 положения движков, соответствующие отсутствию сигналов навыходе усилителя, то это будет значить,что в данном закреплении нет потерьэнергии.Описанные выше устройства могутприменяться и для обнаружения мест неплотной заделки пластинок, напримеррезонансовых днищ (дек) музыкальныхинструментов, а также обшивки корабельного корпуса и т, и. Для этого приводят деку в колебание и последовательно располагают строенные микрофоныв близких точках периметра пластинки.Вблизи мест неплотного закрепленияустройство позволит обнаружить явлениерасходования энергии,Предм ет изобретения,1. Устройство для определения плотности закрепления упругих тел, например, балок или пластин, отличающееся тем, что с целью обнаружения неплотно закрепленных мест по возникновению разности фаз колебаний различных точек исследуемого тела, применены три или больше укрепленных в различных точках исследуемого тела приемников колебаний, например, микрофонов, создаваемые на зажимах которых напряжения подаются на зажимы измерительного прибора таким образом, чтобы можно было по минимальному отклонению прибора судить об уравнивании сдвига фаз между отдельными напряжениями,2. Форма выполнения устройства по и. 1, отличающаяся применением сопротивления б, на зажимы которого поданы напряжения двух последовательно соединенных микрофонов 1 и 3 и двух последовательно соединенных потенциометров 7 и 9, подвижные контакты которых использованы для включения измерительного прибора, причем один из потенциометров 7 предназначеч для подачи на прибор напряжения, равного разности между падением напряжения на части сопротивления б и на приемнике 2, а концы второго соединены со средней частью сопротивления б и общей точкой приемников 1 и 3 фиг, 2.3. Форма выполнения устройства по и, 1, отличающаяся тем, что микрофоны включены в цепь источника тока через три равных и соединенных звездой сопротивления 74, 75, б, наружные концы которых замкнуты между собой при по. мощи потенциометров 17, 18, 79, движки которых использованы для включения измерительного прибора (фиг. 3),4, Форма выполнения устройства по и. 1. отличающаяся тем, что в качестве приемников колебаний применены конденсаторные микрофоны, выполненные в виде пластинок 22,23,34, расположенных у поверхности исследуемого тела и включенных в цепь источника тока через трансформаторы 27, 28 и 29(фиг. 4)