Способ определения амплитудно-зависимых характеристик демпфирования колебаний отдельных упругих элементов системы

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскнкСоцналнстнческнкРеспубпнк ои 976304(5 )М. Кл. С,01 Н 3/10 зоеударстеенный комитет СССР до делам изобретений н открытий(72) Авторы изобретения В.В.Матвеев н А, П, Зиньковский 1фЮл чес."-"кой ЮЩ 6 Ы".-.",.;,(7) Заявитель Институт проблем прочности АН Украи(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АМПЛИТУДНО-ЗАВИСИМЫХХАРАКТЕРИСТИК ДЕМПФИРОВАНИЯ КОЛЕБАНИЙ ОТДЕЛЬНЫХУПРУГИХ ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМЫ К 1,2М,где сР = сР1 К- декремент колебаний 1 -го элемента или 1-й группы элементов (К), соответствующий амплитуде его абсолютной цефор- мапии 20Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для исследования вибрационных характеристик элементов конструкций, а именно к способам определения характеристик демп фирования колебаний упругих элементов дискретной системы со многими степенями свободы с амплитудно-зависимым относительным рассеянием энергии. По основному авт. св. % 896427 известен способ определения амплитуднозависнмых характеристик демпфирования колебаний упругих элементов системы, заключающийся в"том, что последовательно, путем жесткого закрепления сосредоточенных масс, исключающего их перемещения и утечки энергии при колебаниях, образовывают колебательные системы, начиная с системы с одной степенью свободы, при колебаниях которой деформируется только один крайний упругий элемент (или группа упругих элементов), для каждой нз образованных систем возбуж 2дают одну из возможных форм одночастотных резонансных колебаний, определяют соответствующую этой форме колебаний зависимость характеристики демпфирования от амплитуды колебаний по какой- либо одной из координат системы и по полученным данным вычисляют характеристики демпфирования отдельных упругих элементов (или их отдельных групп) для различных значений амплитуды их абсолютной деформации по формуле Ок) (Зк) к"Ок) 2 срк 2 15 к КМВМ 41темы с К степенями свободы, соответствующая ) й форме резонансных колебаний;5- резонансная амплитудаколебаний пс выбранной с -й независимойкоординате системы с К степенями свободы, к которой относят все остальные резонансные амплитуды при )к -й форме Резонансных колебаний;0 ЙО :о)=4 1 - , амплитуда абсолютной11деформации 1-го упругого элемента или1-й группы упругих элементов;М- число степеней свободы системы, соответствующее числу независимыхкоординат и числ упругих элементов систеы ) 1.Недостатком указанного способа является невозможность определения характеристик демпфирования упругих элементов статически неопределенной системы.Целью изобретения является определение амплитудной, зависимости характериотик демпфирования колебаний отдельныхупругих элементов или их групп дискретной статически неопределенной системы э 3Дк) к)Ц)В с Лс 1 (, ) кпк к к) к) ) к), пкк) - Ок) Ок)Ч=с. бг коэффициент распре 3 деления резонансных амплитуд системы с К степенями свободы, соответствующий ), -й,форме резонансных колебаний;а- резонансная амплитуда колеба" - (к)ний по 1 -й независимой координате сися (к)(к) м м Й л(1 хС оо С(я) Л) /, Л) о к - йекремент 1-й резонансной4 к)формы колебаний с К степенями свободы, определяемый известным способом и соответствующий амплитуде по выбраниой и -й координате(3 к) . Ок) 213С =М к Р к - эффективный коэффициент жесткости системы с К степенями свободы, соответствующий 1 к -й форме реэонансйых колебаний;=,с Ьк 1эффективны масса (момент инерции масс) системы с К степенями свободы, соответствующая к; -й форме резонансных колебаний.тсосредоточенная масса (мо мент инерции масс) 1-го тела системы;- коэффициент жесткости 1 -го упругого элемента или 1 -й группы упру" гих элементов системы;Р - резонансная частота й -фор3%мы резонансных колебаний системы с К степенями свободы; Кф 1,2фН) (.с."1 -") М 1 1 1:1 о ь)Й где с =6 - декремент колебаний 1-го хэлемента или 1-й группы элементовК), соответствующий амплитуде его абсолютной деформации о - декремент 1-й резонансной любек) формы колебаний с К степенями свободыУказанная цель достигается тем, чтосогласно способу заменяют крайний упругий элемент (или группу упругих элементов) на упругий элемент (ипи их группу)с заранее известным коэффициентом жесткости и амплитудной зависимостью характеристики демпфирования и по получерным данным вычисляют значения характеристик демпфирования отдельных упругих элементов (или их отдельных групп)для различных значений амплитуды и ихабсолютной деформации по формулам;- (ИМ (5 М)1=)(1 к 2определяемый известным способом и сс- ответствующий амплитуде по выбранной п -й координатеКОк) Ик) Ок)о :аа Чпк к ик 1б)- декремент колебаний 3 -й резонансной формы колебаний исхэдйой системы с й степенями свободы, определяемый известным способом и соответствующий амплитуде по выбранной п -й ко- ординате(момент инерции масс) системы с К степенями свободы, соответствующая )к -й 10форме резонансных колебаний;и; сосредоточенная масса (моментинерции масс) ( -го тела системы;С; - коэффициент жесткости 1 -гоупругого элемента или 1-йгрупп элементов системы;Р- резонансная частота к -й формы резонансных колебаний системы с К степенями свободы;- коэффициент распре/деленйя резонансных амплитудсистемы с К степенями свободы,соответствующий к-й форме Зоезонансных колебаний;а- резонансная амплитуда коле(3 К)баний по -й независимойкоординате системы с К сте.пенями свободы, соответствую- З 0щая 1 -й форме резонансныхКколебаний;Ь- резонансная амплитуда колебаний по выбранной с),-й независимой координате системы сК степенями свободы, к которой относят все остальные резонансные амплитуды при -йформе резонансных колебаний;Ьс,:а, а. - амплитуды абсолютной1+11;деформации 1-го упругогоэлемента или 1-й группыупругих элементов;й - число степеней свободы системы, соответствующее числунезависимых координат;индексф относится к параметрам пре-.образованной системы,Способ осуществляется следующимобразом.50Вначале заменяют крайний упругийэлемент (или крайнюю группу упругих эле-.ментов) исследуемой исходной системына какой-либо упругий элемент (илигруппу упругих элементов) с известнымик 55коэффициентами жесткости Со и амплитудной зависимостью характеристикидемпфирования, например декремента колебанийсР . Полученную таким образом й 78304 6систему устанавливают на платформе вибростенда в приспособлении, позволяющемпроизводить жесткое фиксирование сосредоточенных масс, Последовательно образовывают системы с К= 1, 2 ,м степенями свободы путем жесткого крепления масс и последующего их освобождения, Для каждой из образованных системс К степенями свободы проводят следующие операции. Возбуждают одну из -хформ одночастотных резонансных колебаний при каком-либо постоянном значенииамплитуды с перемещения платформы,изменяя частоту ы возбуждения, определяют резонанс по измененшо амплитудыколебаний одной из координат системы,например и -й, регистрируют резонансныечастоту Рк и амплитуды с, переме-(.щения по всем Х, координатам системы( 1 =1,2К). Далее несколько увеличивают частоту возбуждения в сторонузарезонансных частот и фиксируют ееи л (К)значение О при амплитуде ауста-К иновившихся колебаний по выбранной и -йкоординате, составляющей некоторыйф 1уровень с, К резонансной амплитудыК- (1 к) (, (к)/ (,кменяют частоту возбуждения в сторонудорезонансных частот и фиксируют еезначение м к для того же уровня амплитуды о") колебаний той же и -й кооридинаты системы. По данным измерениямчастот определяют ширину резонансногол (1 )пика й й с: й р, Аналогичным3 с 1 Кобразом определяют ширину ь (") резоЫ,нансного пика при амплитудах колебаний,составляющих различные уровни резонан. - бк) ( Ок) /- (к)1сной амплитудыс( К. - с 3 с()К и и (Затем возбуждают )к ю форму одночастотных резонансных колебаний при дру-гом значении амплитуды с), перемещенияплатформы, регистрируют резонанснуюамплитуду колебаний по выбранной и -й- (ккоординате а( и определяют ширинул л( Кй О о( )резонансного пика при амплитуде колебаний, составляющей уровеньл(,к) (К)Уа р офисной ампл уд а а Ки Па / О / По полученный даннгдф/ иопределяют достоверное значение декремента колебаний системы, соотв тствукьщее амплитуде 8 поформуле9 9763определяемый известным способом и соответствующий амплитуде по выбраннойок -й координате(5)нансной формы колебаний исходной системы с И степенями свободы, опредечясммый известным способом и соответствующий амплитуде по выбранной и -й коор( момент инерции масс) системы с К степенями свободы, соответствующая)-й формерезонансных колебаний;пь - сосредоточенная масса (момент 25инерции масс) 1-го тела системы;С; - коэффициент жесткости-гоупругого элемента или-й группы упругих элементов системы;Р - резонансная частота 1 -й фор- ЗО3 кмы резонансных колебаний системы с 04 10:б/с) (ння резонансных амплитуд системы с К степенями свободы, соответствующий ) к-йформе резонансных колебаний;си ) - резонансная амплитуда колебаИк)ний по 1 -й независимой координатесистемы с К степенями свободь 1, соответствующая )к -й форме резонансных колебаний;,- резонансная амплитуда колеба -3 к)Ч(ний по выбранной с-й независимой ко 4ординатесистемы с К степенями свободы,к которой относят все остальные резонансные амплитуды при )"К-й форме резонансных колебаний;ьа;=б-а; - амплитуда абсолютнойдеформации 1 -го упругого элемента 1-йгрупты упругих элементов;- число степеней свободы системы, соответствующее числу )Изависимйхкоординат;индексотносится к параметрам преобразованной системы.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское: свидетельство СССРМ 9 8964271 кл. 6 01 Н 3/10 ю 1978.Заказ 8992/69 Тираж 507 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4