Способ определения логарифмического декремента колебаний

 

СПрСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЛОГА-. РИФМЙЧЕСКОГб ДЕКРЕМЕНТА КОЛЕБАНИЙ, заключающийся в том, что возбуждают гармонические колебания системы, измеряют период указанных колебаний , а также изменения во времени параметров колебаний и по указанным значениям рассчитывают искомую величину , отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности определения логарифмического декремейта колебаний, в системе возбуждают и квазипериодические .ангармонические колебания, измеряют два периода ангармонических колебаний, отрезок времени между ними и по измеренн1Д 4 параметрам определяют величину декремента из слеДую1цей зависимости .iiilli. .2 сЛ 2ut ( TOгде период гармонических коле- 9 баний систекш; т. .Т,периоды анга яшонических колебаний системы, измеренные через отрезок времени.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И), 3(511 (01 H 5/00

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР . ф,Г1:(" ) (ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3497345/18-25 (22) 06.10,82 (46) 15.01.84. Бюл. 9 2 (72) А,Н.Быков u A.Á.ØóáèH

«71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени инженерно-физический институт (537 534.63:620.178.53(088.8) (56) 1. Баранов В.И. Ультразвуковые измерения. в атомной технике. М., Атомиздат, 1975. ..2. Бабаков И.М. Теория колебаний.

М., Наука, 1965 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЛОГА-.

РИФМИЧЕСКОГО ДЕКРЕМЕНТА КОЛЕБАНИЙ, заключающийся в том, что возбуждают гармонические колебания системы, измеряют период указанных колебаний, а также изменения во времени параметров колебаний и по указанным значениям рассчитывают искомую величину, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности определения логарифмического декремейта колебаний, в системе возбуждают и квазиперио-.

-дические.ангармонические колебания, измеряют два периода ангармоничес-. ких колебаний, отрезок времени между ними и по измеренным параметрам определяют величину декремента из следукцей зависимости (т -т )т где То — период гармонических коле- Е баний системы;

Т„,Т. — периоды ангармонических колебаний системы, измеренные через отрезок времени.

1067369

2at 72 Т2 т2 где Т вЂ” период гармонических ко0 лебаний системы;

T> — периоды ангармонических 60 колебаний системы, измеренные .через отрезок времени. о На фиг.1 представлена схема устройства, реализующего способ определения логарифмического декременИзобретение относится к измерительной технике и может быть испольэоI вано для исследования физико-механических свойств твердых тел.

Известен способ определения логарифмического декремента колебаний, заключающийся в том, что в образце малых размеров, имеющем форму диска, возбуждают свободные затухающие колебания, например, с помощью шарика, сбрасываемого на образец, регистрируют время, в течение ко-. торого амплитуда колебаний уменьшится в е раэ, и по указанному времени и собственной частоте колебаний образца вычисляют величину декремента Г1 ). .Недостатками известного способа являются трудоемкость и низкая точность измерения параметров.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ опре. деления логарифмического декремен= та колебаний, заключающийся в том, что возбуждают гармонические колебания системы, измеряют период ука- 25 занных колебаний, а также изменения во времени параметров колебаний и по указанным значениям рассчитывают искомую. величину (2).

Однако для известного способа характерна высокая методическая погрешность определения декремента колебаний.

Цель изобретения — повышение точности и надежности определения 35 логарифмического декремента колебаний.

Цель достигается тем, что согласно способу определения логарифмического декремента колебаний, за- 40 ключающемуся в том, что возбуждают гармонические колебания системы, измеряют период указанных колебаний, а также изменения во .времени параметров колебаний и по указанным значениям рассчитывают искомую величину, в системе возбуждают и квазипериодические ангармонические колебания, измеряют два периода ангармонических колебаний, отрезок времени между ними и по измеренным параметрам определяют величину декремента из следующей зависимости

1 та колебаний; на фиг.2 — виброграммы процессов затухания.

Схема устройства включает испытуемый образец 1 в виде тонкой пленки, сверху закрепленной в основании 2. К образцу 1 снизу прикреплена инерционная масса 3. Дополнительно на образце 1 установлен постоянный магнит 4. Кроме того, устройство имеет электромагнитную катушку 5 с усилителем 6 и регистрирующую аппаратуру, состоящую из частотомера 7 и самописца 8 °

Способ осуществляется следующим образом.

В испытуемом образце 1 возбуждают гармонические периодические колебания с помощью закручивания массы 3 на некоторый заданный угол. С помощью измерительной цепи, состоящей из электромагнитной катушки 5 и регистрирующей аппаратуры, записывают виброграмму затухания свободных колебаний. Далее сообщают системе периодические колебания путем поворота инерционной массы 3 на начальный угол закрутки, обеспечивающий возникновение в системе .ангармонических колебаний, и записывают виброграмму. Период таких колебаний вычисляется по формуле

Т 2 в

Т

0 где Т вЂ” период ангармонических колебаний системы;

Т вЂ” период гармонических колебаний системы;

А „ -- амплитуда колебаний системы; коэффициент,эаВисящий от геометрических параметров образца и его характеристик упругости. .Поскольку в системе происходит затухание колебаний, то амплитуда убывает с течением времени по следующей зависимости

4 „„=Я exp(- ), (z)

У где А — начальная амплитуда коле0 банийу

Т вЂ” постоянная времени затухания колебаний.

Подставляя соотношение (2) в (1) для фиксированных моментов времени 1 + 7

1 — = — ЬЯ ехр (- —; (3) г г 0 1 0

2 / 242 l ЪА ехр - ) И1

72 Ò2 0 Г!

2 0 где Т1 и Т2 — периоды колебаний системы, соответствующие моментам времени 1„ и 12

1067369 фие.8

Составитель R).Богданов

Редактор T.Ïàðôåíîâà Техред.С. Мигунова Корректор О. Билак

-уЗаказ 11197/45 Тирам 553 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Ю филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Выражая из соотношенйй (3) и (4) Ф, после преобразований получаем где де=12 t„(t> yt„)

Типичный вид виброграммы затухания, получающийся на ленте самописца (фиг.2), содержит следующие обозначения: виброграмма затухания свободных гармонических колебаний

Ф; виброграмма затухания свободных ангармонических колебаний амплитуда свободных периодических затуханий колебаний А; текущее время 1; период гармонических колебаний системы Тд, период ангармонических колебаний системы, измеренные через промежуток времени (dt) г

5 Регистрируя значения периодов

Т., и Т2 частотомером и измеряя промежуток времени 41 по внброграмме,. определяют величину логарифмического декремента (д ) колебаний.

Использование изобретения позволяет повысить точность определения логарифмического декремента колебаний за счет устранения инструментальных и методических погрешностей.