Способ определения собственных частот изгибных колебаний элементов конструкций на стенде

 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к определению собственных частот колебаний элементов конструкций и деталей машин в виде балки или пластинки на стенде. Цель изобретения - повышение точности определения собственных частот колебаний ненагруженных элементов конструкций за счет дополнительного их нагружения равномерно распределенной нагрузкой. Действительная частота колебаний ненагруженного элемента определяется путем пересчета с учетом регистрируемой частоты колебаний элемента с дополнительной нагрузкой.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1 I 4 2 п1+Я вЂ” 1+

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4484964/25-28 (22) 20.09.88 (46) 15.12.90. Бюл. и 46 (71) Ставропольский политехнический институт (72) В.И. Коробко, Н.Д. Идрисов и Г.В, Слюсарев (53) 620.178.324 (088.8) (56) Лупин О.B. и др, Обследование и испытание сооружений,.M.: Стройиздат, 1987, с, 264. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОБСТВЕННЫХ ЧАСТОТ ИЗГИБНЫХ КОЛЕБАНИЙ

ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ НА СТЕНДЕ. Изобретение относится к измерительной технике; а именно к определению собственных частот колебаний элементов конструкций и деталей машин на стенде, и может быть использовано для динамических испытаний строительных конструкций в заводских условиях.

Цель изобретения — повышение точности определения частоты свободных колебаний элементов конструкций.

Поставленная цель достигается тем, что перед возбуждением свободных колебаний конструкцию нагружают дополнительной нагрузкой. В результате действия этой нагрузки происходит более плотное прилегание опорных граней элемента конструкции к опорным устройствам, что значительно уменьшает влияние дефектов опирания на частоту свободных колебаний.

Известно, что основная частота колебаний балки может быть определена по формуле Ж 1о13902 А1 (Я)5 G 01 M 7/00 (57) Изобретение относится к измерительной технике, а именно к определению собственных частот колебаний элементов конструкций и деталей машин в виде балки или пластинки на стенде. Цель изобретения — повышение точности определения собственных частот колебаний ненагруженных элементов конструкций за счет дополнительного их нагружения равномерно распределенной нагрузкой. Действительная частота колебаний ненагруженного элемента определяется путем пересчета с учетом регистрируемой частоты колебаний элемента с дополнительной нагрузкой.

I где в- основная частота (круговая) колебаний балки; а — коэффициент, зависящий от вида граничных условий;

1 — длина (пролет) балки;

El — жесткость сечения балки;

m — погонная масса балки.

Если балку нагрузить дополнительной, равномерно распределенной нагрузкой, погонная масса которой m, то.где N- основная (круговая) частота колебаний балки с дополнительной равномерно распределенной нагрузкой.

Разделим выражение (1) на (2):

Отсюда находим

g ) (+ . = /(+; „, Ю . qg где q — интенсивность дополнительной равномерно распределенной нагрузки;

q — интенсивность нагрузки от собственного веса балки; .

g — ускорение свободного падения.

Аналогичная формула получается и для элементов конструкций в виде плиты.

Действительно, для плиты

10 ветствии с требованиями ГОСТ 8829-85, Такое размещение блоков соответствует эквивалентной равномерно распределенной нагрузке q - -345 кг. В плите с пригрузом возбуждают свободные колебания с помощью специального ударного устройства (электромагнитная пушка), Частоту свободных колебаний регистрируют с помощью самописца и она равна f == 9,41 Гц.

По формуле (5) определяем частоту колебаний плиты без пригруза = ((+ тi (4) сЭ где в, в- соответственно основные частоты колебаний плиты без догружения и с пригрузом;

0 — цилиндрическая жесткость плиты;

А — площадь пластинки.

Перейдя от круговой частоты колебаний в к частоте f, получаем = t+ qq . (5)

Величина пригруза определяется для конкретного элемента конструкции отдельно, но не должка вызывать в элементе появление пластических деформаций или трещин (для железобетонных изделий), Таким образом, дополнительное нагружение элемента конструкции равномерно распределенной нагрузкой позволяет достичь цели изобретения.

Этот способ реализуется как для элементов конструкций в виде балки, так и в виде плиты.

Сравнение основных частот колебаний, полученных с помощью предлагаемого способа, с результатами непосредственного испытания некагруженных элементов конструкций показало отличие результатов на

2-5 . Это свидетельствует о повышении точности измерений с помощью предлагаемого способа.

Пример. Необходимо определить основную частоту свободных колебаний железобетонной предварительно напряженной плиты перекрытия ПТК58-12, шарнирно опираемой в сооружении. Длина плиты1=

= 5,8 м; вес P = 2,8 т (q = 0,483м). После установки плиты на стенде ее нагружают дополнительно четырьмя одинаковыми железобетонными блоками общим весом P =

=2000 кг. Блоки размещают на плите так, что расстояние между их центрами составляет

1/41 = 145 см, а расстояние от центра первого блока до опоры 1/8I = 72,5 см (в соотf = 9,41 / 1 + — = 12,32Гц

483

15.

Плиту также испытывают без дополнительного пригруза. При этом регистрируют частоту колебаний f = 12,02 Гц.

Предлагаемый способ обеспечивает плотное прилегание опорной грани плиты к опорным устройствам стенда и тем самым способствует повышению точности определения основной частоты свободных колебаний ненагруженной плиты. В указанном примере уточнение составляет 2 .

Использование предлагаемого способа позволяет повысить точность измерения основной частоты колебаний ненагруженных элементов конструкций, что важно при последующей оценке качества иэделия.

Формула изобретения

Способ определения собственных частот .изгибных колебаний элементов конструкций на стенде, заключающийся в том, что устанавливают контролируемый элемент на стенд, закрепляют его концы в соответствии со схемой его работы в сооружении, возбуждают свободные колебания и регистрируют собственную частоту колебаний, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения точности определения частоты колебаний, элемент конструкции перед возбуждением свободных колебаний нагружают дополнительной равномерно распределенной нагрузкой, величина которой не вызывает пластических деформаций и трещинообразования, а собственную частоту колебаний контролируемого элемента без пригруза определяют с учетом собственной частоты колебаний этого элемента с пригрузом по формуле

=(т+ i,: где f — частота собственных колебаний элемента конструкции без пригруза;

f — частота собственных колебаний элемента конструкции с пригрузом;

q — интенсивность дополнительной нагрузки;

q — интенсивность собственной массы элемента конструкции.

1613902

Составитель О.Несова

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М.Шарощи

Редактор С.Лисина

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3887 Тираж 441 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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