Способ определения характеристик демпфирования колебаний системы

ОПИСАНИЕ ИЗОБР ЕТЕ Н И Я К АВТОРСКОМУ СВотДЕТЕЛЬСТВУСоюз Советских Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 04,12.80(51) Ч,Кл.з 6 01 Н 3/106 01 Х 11/16 1 16 Р 15/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(71) Заявитель Институт проблем прочности АН Украинской ССР(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ДЕМПФИРОВАНИЯ КОЛЕБАНИЙ СИСТЕМЫ= 9" - ;о",ц=0.; 30 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при исследовании механических свойств элементов конструкций.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ определения характеристик демпфирования колебаний системы, включающей упругие элементы, заключающийся в том, что возбуждают резонансные, колебания системы при постоянной амплитуде гармонического силового или кинематического возмущения, регистрируют резонансные частоту и амплитуду колебаний, определяют ширину резонансного пика при амплитуде, составляющей некоторый уровень, резонансного пика, и вычисляют по указанным параметрамхарактеристику демпфирования 11,Недостатком этого способа является невозможность определения характеристик демпфирования колебаний отдельных упругих элементов или их групп.Целью изобретения является возможность определения характеристик демпфирования колебаний отдельных упругих элементов или их групп.Достигается это тем, что последовательно возбуждают все резонансные формы резонансных, колебаний при тех же условиях, для каждой формы резонансных колеоаний системы регистрируют амплитуды колебаний по всем ее независимым координатам и определяют соответствующие им коэффициенты распределения, резонансных амплитуд, а характеристики демпфирования отдельных упругих элементов илп их групп рассчитывают по формуле значение декремента колебаний, характеризующего демпфирующую способность отдельного -го упругого элемента или -й отдельной группы упругих элементов; декремент колебаний -й формы резонансных колебаний системы; алгебраическое дополнение эле- мента-Г 1 - я у( ) р 35 се 1 С(,)(9 ц) )с=1,2 Ж 50 ММ"=; т)(9(, - эффективная масса (мо - 155и ма си 60 65 С = М)Р,- - эффективный коэффициент жесткости системы, соответствующий )-)форме резонансных колебаний;ГМ=- т)(ф(Р) - эффективная масса (мо)=мент инерции масс), системы, соответствующий) - коэффициент распределения резонансных амплитуд, соответствующий)-й форме резонансныхколебаний, равный отноагшени(о)иа;.( - резонансная амплитудаколебаний по (-й независимой форме колебанийсистемы;а- резонансная амплитудаколебаний по некоторойЙ-й независимой координате, к которой относятвсе остальные резонансные амплитуды при 1-йформе колебаний;У - число степений свободысистемы, соответствующее числу независимыхкоординат,На чертеже приведена схема системы.Способ осуществляется следу)ощим ооразом.Исследуемую колебательную систему сизвестными массами т; (где ( - 1,2,3Л)и коэффициентами жесткости С; упругихэлементов устанавливают на платфоомевибростенда. Возбуждают первую формуодночастотных резонансных колебаний прикаком-либо постоянном значении амплитуды перемещения платформы. Изменяютчастоту возбужденияи по изменениюамплитуды колебаний одной из координат,например а-й, системы определяют резонанс. Регистрируют, резонансные частоту Р,и амплитуды колебаний а - .по всем У.координатам системы = 1, 2 Л), Далеенесколько увеличивают частоту возбуждения в сторону зарезонансных частот и фиксируют ее значение в" при амплитуде установившихся колебаний по выбранной а-й координате а (,), составляющей некоторый уровень а например 0,5 или 0,7, резонансной амплитуды а " уа и) потом изменяют частоту возбуждения в сторону дорезонансных частот и фиксируют ее значениедля того же уровня амплитуды колебаний атой же а-й координа- О ты системы, По данным измерения частотопределяют ширину резонансного пика Л(о = " -и вычисляют декремент колебаний, соответствующий возбуждаемой первой форме резонансных колеоаний си стемы, по формуле)По данным измерения резонансных амплитуд перемещения определяют коэффициенты распределения амплитуд ,.а;г а( = 1,2 У), Аналогичные 25 операции производят для всех последу(ощих форм колебаний системы при одном и том же значении амплитуды перемещения платформы. Используя полученные таким образом данные, вычисляют значения,декремента колебаний всех отдельных унруг)(х элементов (или их отдельных групп),системы по формуле 40 где О - алгебраическое дополнение элемента)(, -= 9 г - 9 - ), 9 о - = - 01С = - МР- - эффективный коэффициент жесткости системы соответствующий 1-йформе резонансных ко лебаний; мент энерц и сс)стемы, соответствующий(-го упругого элемента или (-й группы упругих элементов;ф) - коэффициент распределения резонансных амплитуд, соответствующий (-й форме резонансных колебаний, равный отно-- 10шению п- (а; - резонансная амплитудаколебаний по (-й независимой координате, соответствующая -й форме колебаний системы;где 20 25 Зо 35 40 т; -а-.-С; - ,коэффициент жесткости-а), - резонансная амплитудаколебаний по некоторой А-й независимой координате, к которой относят все остальные резонансО ные амплитуды при )-иформе колебаний; Ж - число степеней свободысистемы, соответствующее числу независимых координат.Основным преимуществом этого способа является возможность определения характеристик двмпфирования отдельных упругих элементов или их трупп статически определимой системы с конечным числом степеней свободы и амплитуднозависимым относительным рассеянием энергии по характеристикам демпфирования и коэффициента)м распределения амплитуд резонансных форм колебаний системы,Формула изобретения,Способ определения характеристик демпфирования колебаний системы, включающей упругие элементы, заключающийся в том, что возбуждают резонансные колебания системы при постоянной амплитуде гармонического силового или кинематического возмущения, регистрируют резонансные частоту и амплитуду .колебаний, определяют ширину резонансного . пика при амплитуде, составляющей некоторый уровень резонансного пика, и вычисляют по указанным параметра)м характеристику демпфирования, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью возможности определения характеристик демпфирования колебаний отдельных упругих элементов или их трупп, последовательно возбуждают все резонансные формы резонансных .колебаний при тех же условиях, для каждой формы резонансных колебаний системы регистрируют амплитуды колвбаний по всем ее независимым координатам и определяют соответствующие им коэффициенты распределения резонансных амплитуд, регистрируют резонансные частоту. и амплитуду отдельных 45 50 55 60 65 упругих элементов или их групп, а их характеристики демпфирования отдельных упругих элементов или их групп рассчитывают по формуле значение декремента колебаний, характеризующего демпфирующую способность отдельного (-го упругого элемента или (-й отдельной группы упругих элементов;декремент колебаний (-й( формы резонансных колебаний системы;алгебраическое дополнение элемента эффективный коэффициент жесткости системы, соответствующий (-й форме резонансных колебаний; Я =т, - эффективная масса (момент инерции масс) системы, соответствующий (-й форме резонансных колебаний;резонансная частота системы, соответствующая (-й форме резонансных колебаний;масса (момент инерции масс) (-го колеблющего. ся упругого элемента; коэффициент жесткости (-го упругого элемента или (-й группы упругих элементов;коэффициент распределения резонансных ам. плитуд, соответствующий )-й форме резонансных колебаний, равный отнои -1шению и( (. - ;резонансная амплитуда колебаний по (-й независимой координате, соответствующая )-й форме колебаний системы;777466 а - . --щее числ независимы ккоординат.ФСоставитель В. ЛопухинТехред И, Заболотнова Редактор Е. Гончар Коррсктор И. Осиповская Ваказ 1471/1444 Изд Мо 539 Тираж 729 Подписное НПО Поискь Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, )К, Раушская наб., д. 4/5Тип. Харьк. фил. пред. Патент резонансная амплитуда колебаний по некоторой Й-й независимой координате, к которой относят все остальные резонансные амплитуды при /-й форме колебаний;число степений свободы системы, соответствуоИсточник информации, принятый во внимание при экспертизе:1. Писаренко Г. С, и др. Бибропоглощапощие свойства конструкционных материалов. - Киев, Наукова думка, 1976, с. 36 - 42 (прототип).