Способ определения характеристик виброизоляции многоканальной динамической системы

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) ъюЫ 7/О 5 ТЕН тале- но отГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ИСАНИЕ ИЗОБ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРМ 1067383, кл. 6 01 М 7/02, 1981.Авторское свидетельство СССРй. 1540456, кл. 0 01 М 7/02, 1988.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕСТИК ВИБРОИЗОЛЯЦИИ МНОГОКАНАНОЙ ДИНАМИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ(57) Использование: техника виброиспыний динамических систем. Сущность; исдуемую систему возбу,.дают одновремепо всем входам вибровоздействиями, с Изобретение относится к приборной и агрегатостроительной промышленности, устанавливает способ экспериментального определения, прежде всего, в эксплуатационных условиях, характеристик виброизоляции многоканальных динамических систем, подверженных случайным вибрационным нагрузкам, приложенным в опорных узлах упругого крепления.Динамическая система рассматривается как сложная пространственно ориентированная механическая конструкция, состоящая из упругодемпфирующих элементов, а входная вибрационная нагрузка - как многомерный колебательный процесс, обладающий в частотной области попарной и групповой когерентными связями. 1779968 А 1 турным, и измеряют вибо) и реакцию системы У(т). ции множественной когереакцией и всеми входны-, твиями, а также между ыми вибровоздействиями дам, кроме )-го, и между м Х)(т) по каждому входу с воздействиями. По укаи энергетическим спектакции системы и входных й рассчитывают полную броизоляции. Изобретевысить точность за счет ия входных вибровоздейветствующими на ровоздействия Хп( Определяют функ рентности между ми вибровоздейс реакцией и входн Хл)(т) по всем вхо вибровоздействие остальными вибро занным функциям рам Юуу и Ях)х) ре вибровоздействи характеристику ви ние позволяет по учета взаимовлиян ствий. 5 ил,Известен способ,в котором амплитудно- частотная характеристика виброизоляции представляется в форме интервальной оценки с предельными границами. При этом верхняя граница находится путем отношения энергетического спектра на выходе к энергетическому спектру на входе, функция когерентности которого максимальна с выходной реакцией, Нижняя граница формируется как отношение энергетического спектра на выходе к среднему энергетическому спектру, образованному их спектров входных вибровоздействий.Рассматриваемый способ обладает ограниченнойобластью применения: в основу заложены требования к тому, что входные вибровоздействия попарно некогерентны,1779968 30Тогда принимается решение по аналогу 35 выхода и входов, а затем па сумме этих отношений формируют квадрат полной характеристики виброизоляции динамической системы.Техническое решение по прототипупригодно в тех задачах, когда выявлены по 45физическим соображениям независимые источники вибровозбуждений. В тех случаях, когда вибронагрузки многомерного входного процесса обладают попарной и групповой когерентностью, описываемый метод может привести к несостоятельным выводам о точности определения характеристики виброизоляции из-за того, что способ не учитывает взаимовлияние входных вибровоздействий.Целью изобретения является повышение точности определения характеристики виброизоляции за счет учета взаимовлияния входных вибровоздействий.Способ может быть использован преимущественно для определения резонансК =1 и,или т.е. являются независимыми случайными процессами; при натурных испытаниях эти условия не выполняются, поэтому применение этого метода обусловлено рамками только лабораторных испытаний; структура нижней границы интервальной оценки относится к такой конструкции динамической системы, когда по отношению к выходу она обладает практически мало встречающейся механической симметрией,Действительно, в аналоге принято ре- шение о//тт(и)=/Нко,и)//а/кк(и), к= где И/уу (в) - энергетический спектр на выходе;Юв (в)- энергетические спектры входных вибровоздействий;Н О, в)1 - частные характеристики виброизоляции системы между К-ой точкой входа и точкой выхода, где регистрируется сигнал У(т).В силу механической симметрии системы считается Нк(3,в) =Но(з,в)1; К =1 и. атт (и) = кп / Нл О, и) Р Х Х - ЮЗ/Зс (в)= иНо (, в)Юр ) .Верхняя граница интервальной оценки создается из принятого условия независимых вибровоздействий Юуу (в) соЬу(в) =Нк (, в) 2 И/в (в) Пол на я характеристика в ибро и зол яции, как известно, равнаяР(О) =Е Нк(;со) принимает вид2 Г СОЬук (к) 1к/ /ьк) - х/хк О 8)д Ь,/ / р )Кв ККИууЬ),Р Г=Ъ 4 опода ЙвОпорный спектр И/йр приобретаетминимальное значение при оговоренном в 5 10 15 20 25 аналоге максимальном уровне функции когерентности, а отношение /а/тт )/////алая становится предельной верх. ней границей интервальной оценки виброизоляции. Возможность такой трактовки допускается только при условии, когда уровень Юкк(в) является минимальным из всего набора К = 1 и,Таким образом, решение по аналогу является настолько ограниченным, что оно практически пригодно только для лабораторных испытаний симметричных конструкций многоканальных динамических систем.Наиболее близким к изобретению является техническое решение, в котором многодвигательная силовая установка рассматривается как сложная многоканальная динамическая система с независимыми в статистическом смысле источниками вибровозбуждений, возникающих в конструкциях двигателей (в подшипниковых опорах вращающихся элементов, агрегатов). Реакция системы измеряется в точках фюзеляжа, в частности, в местах крепления упругой подвески, Решение задачи сводится к нахождению полной характеристики виброизоляции системы по формуле иа - ЯуГа)соЪ уо) =/ М) =с1 кк (" т.е, определяют входные автономные энергетические спектры Икк(в) силовых вибронагружений, когерентные энергетические спектры Яуч(в) соек (в), К = Гйна выходе, строят отношения указанных спектров1779968 фуу, (Я) = ф/уу (Я) 40 ных свойств динамической системы в любой доступной точке внутриблочной конструкции и, таким образом - для выявления резонансных вибронагружений на комплектующие изделия, в том числе на на иболее уязвимые к механическим воздействиям, Этим обеспечивается надежное прогнозирование усталостной безотказности системы в ожидаемых условиях вибронагружения при эксплуатации на объекте. 10Сущность способа состоит в том, что для определения характеристик виброизоляций многоканальной динамической системы, возбуждают систему одновременно по всем входам вибровоздействиями, соот ветствующими натурным, измеряют входные вибровоздействия. реакцию системы, определяют функцию множественной когерентности вибровоздействий Хп(т) по всем п входам с реакцией т(т), возникающей в лю бой точке внутриблочной конструкции системы, обеспечивают определение полной характеристики виброизоляции суммированием отношений когерентных энергетических спектров реакции системы т(т) к 25 когерентным энергетическим спектрам входных вибровоздействий Х,(т). При этом поставленная цель достигается тем, что до;. полнительно определяют частотные функции множественной кбгерентности 30 вибровоздействий Хпя(т) по всем входам, кроме К-го, с реакцией и вибровоздействия Хф) по К-му входу, а полную характеристику виброизоляции для многоканальной динамической системы определяют как 35 В этой связи сущность изобретения и его отличительные от прототипа признаки заключаются в следующем: выявляется спектральная динамика сложной упругой системы с многомерным вибровоздействием на входе путем определения полной частотной характеристики виброизоляции конструкции с учетом когерентных связей входных вибронагрузок и когерентных связей реакции на выходе с многомерными вибронагрузками на входе; выделения входных вибронагрузок по каналам, очищенных от влияния смежных входных вибропроцессов, действующих по остальным каналам системы; фильтрации выходной реакции от неучтенных возмущений и разделения ее на составляющие, обусловленные только входными вибровоздействиями, очищенными от посторонних вибропроцессов на входе., Полная характеристика виброизоляции Ж (д) слагается из отношений по каждому из каналов системы когерентного энергетического спектра выхода Фу(в) к когерентному энергетическому спектру входа Е(щ) .Когерентный спектр выхода, соответствующего К-му каналу системы, К = 1 и, строится с учетом когерентных связей выходной реакции т(т) с многомерными вибропроцессами на входе Хп(т) и Хк(т), т.е. 2х соЬу (в) сои уу (и) Когерентный спектр входа, соответствующий К-му каналу системы (К = 1 и), строится с учетом когерентных связей К-ой вибронагрузки Хк(т) с остальными вибровоздействиями Хпк(1), т.е,хХхХМ) =ВхХхХИ 1 - соЛхХХхХ ххах Затем находят полную характеристику виброизоляции для многоканальной динамической системы по формуле: л и/). (СОЬ М)" лЬуххх,ххх ххххх т Ф,Га) Г Функция когерентности соЬь(а), ус-. танавливающая полную когерентную связь между реакцией У(с) и многомерным входом Хп(т), является в предложенном способе количественной мерой для оценивания и контроля качества выбранной колебательной модели, имитирующей динамическую систему с точки зрения полноты ее охвата входными канальными вибронагрузками.На фиг.1 представлена модель многоканальной динамической системы прототипа; на фиг.2 - условная схема упругодеформирующих связей в виде сплошных и пунктирных линий предлагаемого способа; на фиг.3, 4 - экспериментальные графики полной амплитудно-частотной характеристики вибро