Способ определения параметров колебаний элементов конструкции

)5 С 01 М 7/ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ вертк сдвиг прищимитыфик 5.88.ОВ яю г асч(- сЛЧ ш ( ----- ) Яч, - й, ч, Ы,"ч,-й",ч )(ч бретен ования элеме вибду с ре е относится кдинамических хтов конструкцииспытаний и модля определенирежим функоделируется га е хинке констру жесткосНа ч устройс арактей при прожет быть я парамет- ционироваст едении ро спользовано ов конструкции ния которых м еским процес Цель изобр рмативности гается за седена блок-схемаующего способ. тежеа, ре о ИзврезонаЧ сканиравен ни ние инорое до выш фо ти измерения, ко ет опрецеления наря ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРО 1.НИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К дВтоЕСНОММ СВИДЕт:ЛЬСта(71) Сумский филиал Харьковского политехнического института им,В,И,Ленина(56) Авторское свидетельство СССР Р 1254310, кл. ь О 1 Н 1/00, 1986.Авторское свидетельство СССР У 1633294, кл. С 01 М 7/00, 03.0 (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТР КОЛЕБАНИЙ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИИ (57) Изобретение относится к испытательной техникеЦель изобретения - повышение информативности измерения, которое достигается за счет определения кроме резонансной частоты элемента конструкции его массы и коэффициента жесткости. Согласно способу дваж ды воздействуют на конструкцию колебаниями изменяющейся частоты с разными скоростями развертки Ч и Ч, и фиксируют на каждой скорости раз 801700412 А 1 и частоты сдф (д, при которыхколебаний резонирующего элемена конструкции и возбуждающих колеЯаний равен 2 . Затем дополнительно важды воздействуют на конструкцию ссоединенной массой ш воэбуждаюколебаниями изменяющейся частос теми же двумя разными скоростяразвертки частоты Ч 1 и Ч и сируют при каждой скорости разверти частоты Сд и 6 Я, при которых двиг колебаний резонирующего элемена конструкции с присоединенной масой и возбуждающих колебаний равен Х,Массу ш и коэффициент жесткоси С элемента конструкции о.з соотношений онансной частотой элементации его массы и коэффициени. об заключается в следующем,стно, что сдвиг Я максимума насвой частоте 6) при скоростирования частоты возбуждения(10) следует Из соотношения т г шФ Мо(2) 20 Ф 0 о)Я е т ем63 При скоростях Чт и Ч сканиро 15вания частоты возбуждения и при учете, ты, при которых колебание элементаконструкции отстает от задающих наУ/2 при скоростях Ч 1, Ч сканирования соответственно; сд, О 3 п - первая ивторая частоты, при которых колебанияэлемента конструкции с присоединенноймассой шу отстают от задающих на0/2 при скоростях Ч Ч сканирования частоты соответственно. 40 Известно, чтоееее Яо ш Устройство для реализации способаопределения параметров колебанийэлементов конструкции содержит блок501 развертки частоты, задающий генератор 2, регулятор 3 амплитуды, усилитель 4 мощности,. вибростенд 5 с установленным на нем испытуемым объектом6, вибропреобразователи 7 и 8, согласующие усилители 9 и 10, фазовый детектор 11, блок 12 обратной связи,нуль-орган 137 преобразователь 14частота-напряжение, ключи 15 и 16,усилители 17 и 18, с регулируемыми с(9) 4 Ч8=2(Ч=2р 7Р где Я - добротность испытуемого элемента конструкции,резонансные параметры которого регистрируются,Известно также, чтоРазделив левые и правые части соотношений почленно соответственнополучим Мт- Мо Ч( о Я,р о Ч После простых преобразованийт.де Чг, -Ю 1 Ча0)о =баеве ее в е ее (6)Ч 1- Ъ Обозначим массу испытуемого элемента конструкции ш и коэффициент жесткости С,пренебрегая величиной коэффициентаЬ демпфирования. Для собственноэлемента конструкции При изменении массы резонирующего элемента на величину присоединения массы ш 9 Разделив почленно соотношения (8)и (9), получим Учитывая соотношения (8) и (11) представим соотношение для определения С: йР Яо С = штд щ ш- о5 1700412коэффициентами усиления, первый блок Сигнал с выхода задающего генера 19 памяти, первый сумматор 20, первый тора 2 через регулятор 3 амплитудыкоммутатор 21, первый 22 и второй 23 и усилитель 4 мощности поступает втриггеры, дешифратор 24, первый 25 и катушку подвижной части (обмотку5второи 26 элементы задержки, регистра- возбуждения) вибростенда 5 с установтор 27, вход 28 "Пуск, второй блок ленным на нем испытуемым объектом 6.29 памяти, второй 30 и третий 31 ком- Сигнал с выхода вибропреобразовамутаторы, третий триггер 32, функцио- теля 7 через согласующий усилитель 9нальный преобразователь 33, третий 34, 10 и блок 12 обратной связи поступаетчетвертый 35 и пятый 36 элементы за- на управляющий вход регулятора 3 ам-,:держки, элемент ИЛИ 37. плитуды для стабилизации уровня возСпособ осуществляют следующим об- .буждения вибростенда 5. Сигналы свыходов согласующих усилителей 9 иВ исходном состоянии триггеры 22 15 10 поступают на входы фазового детек"и 23 су тановлены в нуль, частота эа- тора 11. При совпадении частоты воздающего генератора 2 установлена рав- буждения с резонансной частотой объной нижней частоте диапазона частот екта 6 разность фаз сигналов на вхоразвертки частоты. Первый коммутатор дах Фазового детектора 11 равна / /2,1 установлен в нейтральное положе а сигнал на выходе блока 11 равенние, при этом его вход отключен от нулю,обоих выходов, а блок 1 развертки час- При этом на выходе нуль-органа 13тоты установлен в исходное состояние, появляется импульсный сигнал кото 9при котором частота задающего генера- рый через первый коммутатор 2 1 посту25 пает на управляющий вход первогоключа 15, и в блок 19 памяти вводитСодержимое первого блока 19 памя- ся напряжение, пропорциональное ( сти равно нулю, а так как триггеры 22 козфициентом пропорциональностии 23 установлены в нуль, то на вы- Чгходах дешифратора 24 установлены нуле- в в ) значению частоты Сдл резо 30 Чл- Чгвые сигналы. При поступлении сигнала нансного пика, сдвинутой по отношена вход 28 "Пуск" второй триггер 23 нию к резонансной частоте (до в стаустанавливается в единицу, при этом тическом режиме на величину Д ,на первом выходе дешифратора 24 появ- Имп ульсный сигнал с первого выходаляется сигнал, поступающий на первый п 1 ого коммутатора. поступает чеуправляющий вход первого коммутатора рез .эле 26рез.элемент задержки на единичный21. При наличии кодовой комбинации вход три г 2200 н ввход триггера , устанавливая его в0 на входах дешифратора 24 на его вы- единицу, Так как оба триггера 22 и 23ходах сигналов нет, при наличии ко- установлены на единицу, то на входедовой комбинации 01 появляется сиг- дешифр 244 О деши ратора установлена кодоваянал на первом выходе дешифратора 24, комбинаком инация 11, при этом на второма значит и на первом управляющем выходе дешифратора 24 появляетсявходе коммутатора 21, и на первомсигнал, а значит появляется сигналуправляющем входе блока 1 разверткина втором управляющем входе первогочастоты, при этом сигнал с входа пер- . мму45 коммутатора 2 и на втором управляювого коммутатора 21 поступает на его щемщем входе блока 1 развертки частоты,пеРвый выход, пРи наличии кодовой ком- При этри этом частота задающего генераторабинации 11 на входах дешифратора 24 2 устанавлиустанавливается равной ее первонапоявляется сигнал на еговтором вы 1чальному значению и начинает изменятьходе, а сигнал с входа первого ком- я в сторону ее увеличения со скомутатора 21 поступает на его второй ростью Ч (ЧЧ ), Вростью г ,г). В этом случаевыход и на второй управляющий вход частот б 3частота Ь 3, резонансного пика в диблока 1 развертки частоты. При налинамическом режиме развертки частотычии сигнала на первом (втором) управсдвинута относительно резонанснойляющем входе блока 1 развертки часто- частотьчастоты в статистическом режиме наты происходит увеличение частотывеличину"Ьзадающего генератора 2 от заранее за- При эт мри этом снова на выходе фазовогоданного начального значения со ско- появляется нулевой сигростью Чунал, а на выходе нуль-органа 13 фор 1700412мируется импульсный сигнал, который поступает через коммутатор 21 на его второй выход, а значит и на управляющий вход ключа 16 на вход "Чтение"У5 блока 19 памяти непосредственно, а через элемент 25 задержки " на нулевые входы триггеров 22 и 23, устанавливая их в нуль, через элемент 34 адержки - на вход второго коммутато а 30. В исходном состоянии триггер 32 устанавливают в нуль. При этом сигап с входа третьего коммутатора 31 поступает на его выход, подключен(й к входу второго блока 29 памяти, оэтому сигнал, равный д 6 (резоианс 12 ой частоте без добавочной массы ), поступает на вход блока 29 па 2 ити.1.игнал с выхода первого коммутатора 1 поступает через первый элемент 34 20 задержки на вход второго коммутатора 30 и далее на его первый выход, подключенный к входу "Запись" второго блока 29 памяти.Таким образом, во втором блоке 25 9 памяти Фиксируется сигнал (до, а риггер 32 устанавливается в единицу игналом с первого выхода второго коммутатора 30, поступающим через лемент 35 задержки на единичньй вход 30 риггера 32. При единичном состоянии риггера 32 сигнал, поступающий на ход третьего коммутатора 31, проходит на вход Функционального преобразователя 33, а сигнал, поступающий на 35 Эход коммутатора 30, поступает на Вход "Чтение" блока 29 памяти не 2 осредственно, а через элемент 36 адержки - на нулевой вход триггера 2, устанавливая его в исходное ну евое состояние. Одновременно этоте импульсный сигнал, пройдя через .элемент ИЛИ 37, снова устанавливает триггер 23 в единицу и снова осуществляется режим развертки частоты, но 45 уже при наличии присоединенной массы Шу, установленной на испытуемый элемент конструкции.При осуществлении двух режимов развертки частоты со скоростями разВертки Ч 1 и Ч и при наличии присоединенной массы ш при появлении сигнала Я на выходе сумматора 20 этот сигнал поступает на вход Функцио" нального преобразователя 33. При этом 55 импульсный сигнал через элемент 34 задержки поступает на вход "Чтение" второго блока 29 памяти, на выходе которого появляется сигнал б;(о. Апгоритм Функционирования преобразова- теля 33 соответствует реализации соотношений (11) и (12),Сигналы с выходов преобразователя 33 поступают на входы регистратора 27, где Фиксируются значения ш и С,Ф о р м у л а изобретенияСпособ определения параметров колебаний элементов конструкции 2, заключающийся в том, что воздействуют на конструкцию возбуждающими колебаниями изменяющейся частоты со скоростью развертки Ч(, фиксируют частоту (Д, при которой сдвиг фаз между возбуж дающими колебаниями и колебаниями элемента конструкции равен/2, изменяют скорость развертки частоты до значения Ч, (Чр Ч, Фиксируют часю.Итоту 6(, при которой сдвиг фаз между возбуждающими колебаниями и колебаниями элемента конструкции равен 71/2, и определяют значение резонансной частоты элемента конструкции, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения инФормативности измерения после достижения сдвига фаэ, равного Т/2, между возбуждающими колебаниями и колебаниями элемента конструкции при скорости развертки Ч изменяют массу резонирующего элемента конструкции путем присоединения к ней добавочной массы ау, воздействуют на конструкцию возбуждак 2 цими колебаниями изменяющейся частоты со скоростью развертки Ч( ф фиксируют частоту 6)(при которой сдвиг фаз между возбуждающими колебаниями и колебаниями элемента конструкции равен Ъ/2, изменяют скорость развертки частоты до значения Ч,( фиксируют частоту М", нри которой сдвиг Фаз между возбуждающими колебаниями и колебаниями элемента конструкции равен 7/2, и определяют значение массы резонирующего элемента конструкции и коэфФициент жесткости из соотношенийСш(Ч - Ч)-2 (ЯЧЧ ) гР2Я Ч (Д (Ч ) - 21700412 Составитель К.Тавлиновук Техред А.Кравчук Корректор Л.Пата дактор Н,Хи Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород ул. Проектная, 4 Заказ 4461 ТиражВНИИПИ Государственного комитет113035, Москва,Подписноео изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР35, Раушская наб д. 4/5