Способ исследования потерь энергии при колебаниях образцов листов материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 1746249 А 1 ЯХ 3/32 ц 5 6 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВ ние "Ура ССР4,оторые пеовой матетом случае ению звука, збуждения ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Патент ГДР В 237374,кл. 6 01 Н 7/00, 1986,Авторское свидетельство СМ 1227979, кл, 6 01 й 3/32, 198 54) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОТЕРЬЭНЕРГИИ ПРИ КОЛЕБАНИЯХ ОБРАЗЦОВЛИСТОВ МАТЕРИАЛОВ. Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при определении виброакустических характеристик листовых материалов, применяемых, например, в конструкции обшивки кабины и кузова карьерных, шагающих и гидравлических экскаваторов, буровых установок и других машин.Известен способ измерения виброакустических характеристик листовых материалов, в частности потерь энергии при колебаниях, согласно которому испытываемый листовой материал, расположенный горизонтально, прижимают грузами .к неподвижному основанию и возбуждают изгибные колебания с помощью вибратора, снабженного толкателем, воздействующим на листовой материал. Толкатель вибратора устанавливается в центре передающей обо(57) Изобретение относится к исследованию виброакустических характеристик листовых материалов и обеспечивает повышение достоверности результатов исследования за счет приближения вибрационного поля пластины к однородному. Исследование потерь энергии при колебаниях образцов листового материала производится путем точечного возбуждения изгибных колебаний образца в виде прямоугольной пластины, закрепленной по краям, и измерения вибрации пластины. Для создания близкого к однородному вибрационного поля пластины ее закрепляют по верхнему и нижнему краям и возбуждают колебания широкополосным случайным усилием, прикладываемым в одном из нижних углов пластины, 2 ил. лочки и генерирует колебания, редаются на исследуемый лис риал, Коэффициент затухания в получают по измеренному ускор распространяющемуся в точке в и листовому материалу. Недостатком данного способа является снижение точности измерений виброакустических характеристик листовых материалов вследствие нарушения формы механических колебаний, передаваемых образцу иэ-эа действия силы тяжести, а расположение толкателя вибратора в центре симметрии листового материала приводит кбольшой неоднородности вибрационного поля листового материала. Кроме того, часть вибрации может передаваться на неподвижное основание, в котором размещаетсяобразец, что также вносит погрешность в результаты измерений,Известен также способ исследования потерь энергии при колебаниях образца листового материала, по которому образец в виде прямоугольной пластины устанавливают вертикально, закрепляют по краям, возбуждают изгибные колебания пластины, прикладывая к ней возбуждающее усилие в одной точке, и измеряют вибрацию пластины,В этом случае зажим исследуемого образца осуществляется по контуру его с помощью четырех пар зажимных планок, образующих прямоугольный контур, а возбудитель колебаний пластины воздействует на нее в центре. Соединение плиты для установки зажимных планок с несущей конструкцией посредством виброизолирующего подвеса позволяет исключить передачу вибрации на неподвижное основание и, следовательно, несколько повысить достоверность результатов исследований.Недостаток такого способа заключается в том, что вибрации подводятся к центру образца, вследствие чего вибрационное по- лЕ, возникающее при этом в пластине, становится менее однородным из-за влияния зоны возбуждения в центре пластины, Влияние такой зоны велико по причине более низкой жесткости центра пластины, чем ее краев и тем более углов. Вследствие влияния эдны возбуждения искажается точность определения излучаемой пластиной акустической энергии. Наличие четырех зажимов по краям пластины увеличивает вклад в излучение полосовых мод, что также искажает результаты измерений. Если закрепить пластину только по верхнему и нижнему краям, то точность измерений также повысится.Целью изобретения является повыше-. ние достоверности результатов исследования путем приближения вибрационного поля пластины к однородному.С этой целью согласно способу исследования потерь энергии при колебаниях образцов листового материала, по которому образец в виде прямоугольной пластины устанавливают вертикально, закрепляют по краям, возбуждают изгибнь 1 е колебания пластины, прикладывая к ней возбуждающее усилие в одной точке и измеряют вибрацию пластины, при этом пластину закрепляют по верхнему и нижнему краям, а колебания возбуждают широкополосным случайным усилием, прикладываемым в одном из нижних углов пластины.На фиг. 1 показана схема стенда для осуществления способа; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг. 1, 30 35 раций было однородным, а форма 40 45 50 55 5 10 15 20 25 На опорной плите 1 жестко закреплены три нижних зажима 2 и рама 3, на верхней перекладине которой установлены три верхних зажима 4, Для увеличения жесткости рама снабжена подкосом 5. Каждый зажим состоит из неподвижной губки 6 и подвижной губки 7 с винтом 8, Верхние и нижние зажимы расположены симметрично относительно общей вертикальной оси 00, На плите 1 установлен также вибратор 9 с толкателем 10. Опорная плита 1 подвешена при помощи упругих подвесов, выполненных, например, из проволочных канатов 11, соединенных в нижней части с резиновыми шнурами 12 и вверху с неподвижной несущей конструкцией 13, Толкатель расположен в точке О или В, смещенной в сторону от оси 00 и расположенной у крайнего нижнего зажима.В зажимах вертикально устанавливается испытуемый листовой материал 14, который закрепляется в них с помощью винтов 8 через упругие прокладки 15, Толкатель 10 вибратора приводится в соприкосновение с листом 14, после чего листу через толкатель от вибратора 9 сообщаются механические колебания. При этом в листе 14 образуется вибрационное поле и он начинает излучать шум. Регистрйруя одновременно вибрации и этот шум, можно судить о виброакустических характеристиках материала,Для того, чтобы обеспечить высокую точность измерения виброакустических характеристик, необходимо, чтобы поле вибподводимых колебаний неизменна и не зависела о действия силы тяжести.Пссксльку сам вибратор 9 генерирует колебания одинаковой формы, то при вертикальном закреплении листового материала действие силы тяжести не оказывает влияния на форму подводимых к образцу колебаний.В то же время установлено, что степень однородности вибрационного поля в листе 14 зависит от точки подвода колебаний. Наибольшая однородность достигается при подводе колебаний в одном из нижних углов листакак это можно видеть из следующего примера,После закрепления листа на стенде, изображенном на фиг. 1 и 2, в 10 точках, отмеченных знаком+, разместили акселерометры. Поочередно в каждой точке задавали 30-ную полосу вибраций со среднегеометрической частотой 125 Гц, вырезанную из "розового" шума, В остальных точках фиксировали уровни виброскорости,В таблице приведены разбросы уровней виброскорости по поверхности листового материала для точки О подвода вибраций, лежащей в нижнем правом углу образца, и точки Е, расположенной в центре.Как видно из таблицы, при подводе вибрации в точке О, лежащей в нижнем углу листового материала, разброс уровней виброскоростей по его поверхности не превышает 2 дБ и поле вибрации приближается к диффузному, что является необходимым условием точного определения виброакустических характеристик образца энергетическим методом.Аналогичный. результат получен при подводе вибрации в точке В. В то же время при подводе вибраций в центре образца (точка Е) разброс колебаний достигает 5 дБ, что свидетельствует об увеличении неоднородности вибрационного поля образца. Сходные результаты были получены при приложении вибраций в точках С, О, Р, Н, Ки 1Упругие прокладки ослабляют уровень вибраций, передающихся с листового материала на верхние и нижние зажимы. Массивная опорная плита 1 имеет входной импеданс, значительно больший, чем у листового материала и вибратора, поэтому слабо возбуждается звуковыми вибрациями, Подвешивание этой плиты на упругих подвесах исключает передачу вибраций на неподвижное основание.Таким образом предлагаемый способисследования потерь энергии при колеба ниях образцов листового материала позволяет наряду с устранением влияния силы тяжести на характер воздействия вибратора на листовой материал повысить однородность вибрационного поля, возбуждаемого 10 в образце, что в свою очередь увеличиваетдостоверность результатов исследований,Формула изобретения Способ исследования потерь энергии 15 при колебаниях, образцов листов материа лов, по которому образец в виде прямоугольной пластины устанавливают вертикально, закрепляют по краям, возбуждают изгибные колебания пластины, при кладывая к ней возбуждающее усилие водной точке, и измеряют вибрацию пластины, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности результатов исследования за счет приближения вибрацион ного поля пластины к однородному, пластинузакрепляют по верхнему и нижнему краям, а колебания возбуждают широкополосным случайным усилием, прикладываемым в одном из нижних углов пластины.301746249 Составитель Н.ТоропоТехред М.Моргентал едак орректор Е.Папп азарен Заказ 2389 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 П одственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10