Способ регистрации колебаний и разделения их на компоненты

 

Изобретение относится к неразрушающим способам контроля. Цель изобретения - повышение точности и информативности за счет раздельной регистрации изгибных и крутильных колебаний и получения информации о величинах колебательных отклонений изделия в точках контроля от положения равновесия, а также о положении оси крутильных колебаний. Испытуемое изделие 1, например железобетонная панель, установлено концами на подвижную 2 и неподвижную 3 шарнирные опоры испытательного стенда. Для изделий несложной формы положение плоскости P ожидаемых крутильных колебаний известно заранее. В плоскости P выбирают две контрольные точки C и D, расположенные на противоположных сторонах изделия 1, в которых устанавливают регистрационные датчики. Затем подвергают изделие 1 вибрационной нагрузке и регистрируют величины Y<SB POS="POST">1</SB> и Y<SB POS="POST">2</SB>, соответствующие суперпозиции изгибных и крутильных колебаний в точках C и D соответственно. На фиг. 2 представлена векторная диаграмма относительно средней линии АВ поперечного сечения 4 испытуемого изделия плоскостью P, где, помимо величин Y<SB POS="POST">1</SB> и Y<SB POS="POST">2</SB>, соответствующими векторами изображены L - величина, соответствующая изгибному отклонению изделия, Y<SB POS="POST">3</SB> и Y<SB POS="POST">4</SB> - величины, соответствующие крутильным отклонениям в точках C и D соответственно. Учитывая, что величина L одинакова в точках C и D, из графических соотношений векторной диаграммы (фиг. 2) можно получить аналитические соотношения, из которых определяют величины L,Y<SB POS="POST">3</SB>, Y<SB POS="POST">4</SB>:L=(2Y<SB POS="POST">1</SB>Y<SB POS="POST">2</SB>)/(Y<SB POS="POST">1</SB>+Y<SB POS="POST">2</SB>), Y<SB POS="POST">3</SB> = Y<SB POS="POST">1</SB>(Y<SB POS="POST">2</SB>-Y<SB POS="POST">1</SB>) / (Y<SB POS="POST">1</SB>+Y<SB POS="POST">2</SB>), Y<SB POS="POST">4</SB>=Y<SB POS="POST">2</SB>(Y<SB POS="POST">2</SB>-Y<SB POS="POST">1</SB>) / (Y<SB POS="POST">1</SB>+Y<SB POS="POST">2</SB>) а также величину X<SB POS="POST">O</SB>, определяющую положение оси Е F (фиг.1) крутильных колебаний: X<SB POS="POST">0</SB> = Y<SB POS="POST">1</SB>/(Y<SB POS="POST">1</SB>+Y<SB POS="POST">2</SB>) (2). Соотношения (1) и (2) удобны для машинной обработки. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (51) 4 G 01 Н 17/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4410798/24-28 (22) 18.02.88 (46) 23. 10 ° 89. Бюл. М 39 (71) Ставропольский политехнический институт (72) В.И.Коробко и Г.В.Слюсарев (53) 531.7(088,8) (56) Почтовик Г,Я., Злочевский А.Б., Яковлев А.И. Методы и средства испытания строительных конструкций. — М,:

Высшая школа, 1973, с. 100-102. (54) СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ КОЛЕБАНИЙ

И РАЗДЕЛЕНИЯ ИХ НА КОМПОНЕНТЫ (57) Изобретение относится к нераэрушающим способам контроля. Цель изобретения — повышение точности и информативности эа счет раздельной регистрации изгибных и крутипьных колебаний и получения информации о величинах колебательных отклонений иэделия в точках контроля от положения

2 равновесия, а также о положении оси крутильных колабаний. Испытуемое издес лие 1, например железобетонная панель, установлено концами на подвижную 2 и неподвижную 3 шарнирные опоры испытательного стенда. Для изделий несложной формы положение плоскости P ожидаемых крутильных колебаний известно заранее. В плоскости P выбирают две контрольные точки С и О, расположенные на противоположных сторонах иэделия 1, в которых устанавливают регистрационные датчики, Затем подвергают иэделие 1 вибрационной нагрузке и регистрируют величины yi u у, соответствующие суперпоэиции изгибных и крутильных колебаний в точках С и D соответственно. На фиг.2 представлена векторная диаграмма относительно средней линии АВ поперечного сечения 4 испытуемого изделия плоскостью P где помимо величин у, и у, соответствующими векторами

"р

1516800 у» к ) /(y» y ) 10 у» (уа «у» ) у у,+уя У уа(ут у») у у»+ у, изображены 1 — величина, соответствующая изгибному отклонению иэделия, у и у — величины, соответствующие крутильным отклонениям в точках С и D соответственно. Учитывая, что величина 1 одинакова в точках С и D иэ графических соотношений векторной диаграммы (фиг,2) можно получить аналитические соотношения, иэ которых определяют величины 1, уэ, у<

Изобретение относится к области нераэрушающих способов контроля и может быть использовано для контроля качества изделий в различных отраслях техники, в частности для резонансных 2Q испытаний строительных иэделий, например железобетонных панелей.

Цель изобретения — повьппение точности и информативности за счет раздельной регистрации иэгибных и кру- 25 тильных колебаний и получения информации о величинах колебательных отклонений изделия в точках контроля от положения равновесия, а также о положении оси крутильных колебаний.

На фиг.1 изображено испытуемое изделие на испытательном стенде в рабочей позиции, на фиг.2 — векторная диаграмма, соответствующая Распределению регистрируемых величин относительно поперечного сечения изделия, на фиг.З вЂ” векторная диаграмма в прямоугольных координатах, поясняющая способ, 40

Способ регистрации колебаний и разделения их на компоненты состоит в выполнении следующих операций: устанавливают регистрационные датчи- 4g ки колебаний в двух контрольных точках испытуемого изделия, лежащих на его противоположных сторонах в плоскости ожидаемых крутильных колебаний, подвергают испытуемое изделие вибрационной нагрузке, регистрируют с помощью регистрационных датчиКов величины у, и у, соответствующие суперпоэиции изгибных и крутильных колебаний в первой и второй контрольных точках соответственно, определяют

55 величину xð, соответствующую положению оси крутильных колебаний на отрезке прямой, соединяющей контрольу =:,(y - y,)/(ó,+ у,), у ч,(. — y„)/(y»+ у,) ° (1} а также величину xä, определяющую положение оси EF (фиг.1) крутильных колебаний x = у,/(у,+ у ) (2)„

Соотношения (1) и (2) удобны для машинной обработки. 3 ил. ные точки, из соотношения х ——

У1 у» + у определяют величину 1, соответствующую иэгибному отклонению от положения равновесия, из соотношения

2у, у, 1 — — — --, определяют величины у» + у у и у, соответствующие крутильным отклонениям от положения равновесия в первой и второй контрольных точках соответственно, из соотношений

Испытуемое изделие 1 (фиг.1) устанавливают концами на подвижную 2 и неподвижную 3 шарнирные опоры испытательного стенда (не показан).

Контрольными точками, в которых устанавливают регистрационные датчики (не показаны) и регистрируют колебания, являются точки С и D, расположенные на противоположных сторонах колеблющегося иэделия 1 и в плоскости P — плоскости крутильных (нецелевых) колебаний, ожидаемых в этом изделии.

При отсутствии крутильных колебаний виброграммы в обеих. точках С и D идентичны и вызваны только изгибными колебаниями испытуемого иэделия 1 в этих точках. При наличии крутильных колебаний происходит суперпозиция их на иэгибные колебания.Регистрация колебаний в двух точках С и D с последующей обработкой виброграмм согласно соотношениям для определения хр, 1, у и у» дает воэможность выявить как сам факт наличия крутильных колебаний, так и величины коле1516800 бательных иэгибных и крутильных отклонений изделия 1 в этих точках, а также положение оси Е крутильных колебаний с центром в точке О.

Изобретение представляет собой гра5 фический способ разделения результирующих колебаний на составляющие изгибные и крутильные колебания, возникающие при вибрационных испытаниях в иэделиях, подвергающихся неразрушающему контролю, сущность которого состоит в следующем (фиг.2).

На поперечном сечении 4 испытуемого изделия плоскостью ожидаемых кру- 15 тильных колебаний откладывают векторы у,и у, по величине пропорциональные сигналам, регистрируемым в контрольных точках. Затем один из векторов, например у<, инвертируют, 20 конец вектора (-y<) соединяют прямой с концом другого вектора у . При пере2 сечении этой прямой со средней линией АВ поперечного сечения изделия находится точка О, определяющая ось 25 крутильных колебаний в изделии.Из этой точки О восстанавливают перпендикуляр в направлении векторов у„ и у и проводят прямую, соединяющую концы векторов у „ и у, где в точке ЗО < пересечения этой прямой и перпендикуляра проводят прямую, параллельную средней линии АВ. В точках пересечения этой прямой с продолжением вектора у, и вектором у отсекаются отрезки векторов соответственно у и

3 у, пропорциональные перемещениям соответствующих концов изделия в крутильных колебаниях.

В результате проведенных на фиг.2 4 построений выявляются крутильные перемещения концов иэделия — векторы у> и у, ось крутильных колебаний изделия — точка О; значение изгибного (возвратно-поступательного) пере45 мещения изделия — вектор 1.

Способ регистрации колебаний и разделения их на компоненты основан на аналитическом описании приведенных ;выше (фиг. 2) графических построе- 5р ний, удобной для машинной обработки, На фиг.Э левый край испытуемого изделия приведен к началу координат (точк:< С), средняя линия направлена вдоль оси абсцисс, х< — ширина изделия.

Определим значение К < тангенса угла наклона прямой GH:

+ а

< х

Приняв ширину изделия х, упростим выражение для К,:

К„ y,+ у . (2) Для нахождения координаты точки 0 через К, запишем выражение у<+ уа

x< = — — — — (3)

К, I в котором, заменив у< на текущее у,, получим

1 х У - - ° (4)

< К<

В полученное выражение подставим

К1, тогда у<+ у< х; у, + (5) I а поскольку для точки О

О, получим у< х;

У<+ Уа значение у (6) Отсюда отрезок x.,- x, будет равен х,— х, х,— — —— у< (7) У<+ И а учитывая, что х, 1, запишем у< у<+ у< у< х,-х;

У2 У< (8) У2. у<+ уя или для точки О найдем хо 1- (x-х) 1

Уа у+ у у ° + уй уг

09 у<+ у (9) у у<+ уа

К У У<

2 х (10) который при значении х, 1 имеет вид:

К у- у,. (!1) Для вектора 1, характеризующего изгибное (возвратно-поступательное) колебание, запишем:

Определии значение К тангенса уг2 ла наклона прямой LH!

1516800

1 = К х,+ у = (у — у ) (-- ---) + v у<

+ < у< уг у< +Уг У+ (г + ) 1

- 2 у...— — (12) у<+уг

v„+ уг

Ллина векторов Y H У4 может быть Раскрыв в которых значение для вектоiv представлена следующими выражениями: ра 1, получим: — (1З), 2У< У вЂ”,(,+ г) у = 2 - — - — у, З .у, уг

Z Y Y

y<+ уа < (- у< ) .

y<+ Уг (Z + Z ) 2Z

У< + Уг у<+ уа у<+ уа

Х (Хг- Х.) (15)

У<+ Уг определяют величину 1, соответствующую изгибному отклонению от положения равновесия, из соотношения

2у < +.Уг

1 у<+ уу

Формула иээбретения определяют величины у и у, соответствующие крутильным отклонениям от положения равновесия в первой и второй контрольных точках соответственно, иэ соотношений у< (уя- у< «)

У 3

+ (у. y )

«Л»

4 у+уг

Таким образом, полученные выражения (9), (12), (14) и (15) полностью описывают: положение оси (центра) крутильных колебаний испытуемого изделия (точка 0), колебательное изгибное движение оси иэделия (вектор 1) величины крутильных колебаний левого и правого края изделия (вектора у> и у,), Получение такой информации позволяет точно оценить качество иэделия неразрушающим методом по целевым изгиб- З5 ным колебаниям. При смещенной оси крутильных колебаний EF относительно продольной оси симметрии изделия, представляется возможным производить оценку распределения массы в изделии

40 и напряжений в нем. и

Способ регистрации колебаний и

45 разделения их на компоненты, заключающийся в том, что устанавливают регистрационный датчик колебаний в контрольной точке на испытуемом иэделии, подвергают изделие вибрационной нагрузке и регистрируют его колебания в контрольной точке, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения точности и информативности, устанавливают регистрационные датчики 55

I в двух контрольных точках испытуемого изделия, лежащих на его противоположных сторонах в плоскости ожидаемых крутильных колебаний, регистрируют с помощью регистрационных датчиков величины у, и у, соответствующие суперпоэиции изгибных и крутильных колебаний в первой и второй контрольных точках соответственно, опреде I ляют .;величину х, соответствующую положению оси крутильных колебаний на с:трезке прямой, соединяющей контрольные точки, из.соотношения

У< х0 2 о

Фиг.2

Фиг. э