Способ определения передаточных характеристик элементов конструкции многоканальной виброзащитной системы

 

Изобретение относится к испытательной технике и к технике виброзащиты. Техническим результатом является повышение информативности и качества исследований. В многоканальной виброзащитной системе, состоящей из защищаемого объекта и присоединенных к нему упругодемпфирующих элементов, в узлах крепления упругодемпфирующих элементов к платформе вибростенда формируют случайные вибровоздействия в рабочем диапазоне частот. Измеряют значения собственных и взаимных спектральных плотностей ускорений в узлах крепления, а также значения взаимных спектральных плотностей реакции системы и вибровоздействий. Систему устанавливают на платформу вибростенда, обладающую неоднородными упругодемпфирующими свойствами. В каждой полосе частот рабочего диапазона задают значения собственных и взаимных плотностей ускорений в узлах крепления. Формируют случайные узкополосные сигналы. Измерение значений собственных и взаимных спектральных плотностей ускорений в узлах крепления осуществляют в каждой узкой полосе частот. По измеренным значениям определяют значения всех вычисленных попарно произведений комплексных передаточных функций вибротрактов в узлах крепления на функции, являющиеся комплексно сопряженными к ним. По заданным значениям собственных и взаимных спектральных плотностей ускорений и полученным значениям всех вычисленных произведений определяют значения коэффициентов усиления усилителей формирователя случайных узкополосных сигналов. Измеряют в каждой полосе частот рабочего диапазона значения взаимных спектральных плотностей ускорений в узлах соединения упругодемпфирующих элементов и защищаемого объекта и ускорений узлах крепления упругодемпфирующих элементов к платформе вибростенда. По заданным и измеренным в каждой полосе частот рабочего диапазона значениям собственных и взаимных спектральных плотностей ускорений определяют значения комплексных передаточных функций упругодемпфирующих элементов и значения комплексных передаточных функций элементов конструкции защищаемого объекта, расположенных между узлами их соединения с упругодемпфирующими элементами. 1 ил.

Изобретение относится к испытательной технике и к технике виброзащиты, а именно к способам определения передаточных характеристик многоканальных виброзащитных систем.

Известен способ определения характеристик виброизоляции многоканальных систем (а. с. СССР N 1067383, кл. G 01 М 7/00, G 01 H 1/00, 1984, бюл. N 2), заключающийся в том, что возбуждают систему абсолютно попарно коррелированными вибровоздействиями, одновременно измеряют входные параметры вибрации и реакцию системы, определяют максимальное значение функции когерентности входных вибровоздействий с параметрами реакции системы как отношение реакции системы к энергетическому спектру входного воздействия с учетом значения функции когерентности, которое является верхним значением характеристики виброизоляции, затем возбуждают систему независимыми случайными вибровоздействиями, определяют средний энергетический спектр входных вибровоздействий и определяют нижнее граничное значение характеристики виброизоляции как отношение спектра реакции к среднему энергетическому спектру входных вибровоздействий.

Известный способ позволяет получать оценки нижнего и верхнего значений характеристики виброизоляции. Однако поскольку эти оценки носят интегральный характер и отражают свойства многоканальной системы в целом, способ не позволяет определить передаточные характеристики упругодемпфирующих элементов и элементов конструкции защищаемого объекта, расположенных между узлами их соединения с упругодемпфирующими элементами, что не дает возможности определить вклад передаточных характеристик этих элементов в формирование общих передаточных характеристик многоканальной системы. В основе способа лежит формирование вибровоздействий с помощью нескольких вибростендов, однако их применение при исследовании передаточных характеристик пространственно-сосредоточенных, малогабаритных, виброзащитных систем не позволяет обеспечить требуемого качества получаемых результатов. Кроме того, способ предусматривает поэтапное проведение исследований характеристик системы, что требует значительных затрат времени.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ исследования характеристик виброизоляции многоканальных систем (а.с. СССР N 1583777, кл. G 01 М 7/00, 1990, бюл. N 29), заключающийся в том, что многоканальную систему возбуждают по каждому входу вибровоздействиями, представляющими собой многомерный случайный стационарный процесс, спектральную плотность которого задают равной среднему значению элементов матрицы спектральных плотностей различных однородных эксплутационных вибровоздействий, измеряют спектральную плотность входных воздействий и реакции системы, а также взаимные спектральные плотности реакции системы и входных вибровоздействий, по которым определяют передаточные характеристики системы по каждому входу.

Указанный способ обеспечивает определение комплексных (амплитудных и фазовых) передаточных функций системы по каждому входу, однако не позволяет определять комплексные передаточные функции ее составных частей: упругодемпфирующих элементов и элементов конструкции защищаемого объекта, расположенных между узлами их соединения с упругодемпфирующими элементами, что снижает информативность исследований и не дает возможности выработать по их результатам важные практические рекомендации по изменению свойств элементов системы. Способ также основан на формировании вибровоздействий с помощью нескольких вибростендов, что не позволяет достаточно качественно проводить исследования передаточных характеристик малогабаритных многоканальных виброзащитных систем. Таким образом, указанный способ при исследовании передаточных характеристик многоканальных виброзащитных систем не позволяет получить достаточно информативные и качественные результаты.

Решаемой технической задачей является повышение информативности и качества исследований передаточных характеристик многоканальных виброзащитных систем за счет определения передаточных характеристик упругодемпфирующих элементов и элементов конструкции защищаемого объекта, расположенных между узлами их соединения с упругодемпфирующими элементами.

Решение технической задачи в способе определения передаточных характеристик элементов конструкции многоканальной виброзащитной системы, заключающемся в том, что в многоканальной виброзащитной системе, состоящей из защищаемого объекта и присоединенных к нему упругодемпфирующих элементов, в узлах крепления упругодемпфирующих элементов к платформе вибростенда формируют случайные вибровоздействия в рабочем диапазоне частот, измеряют значения собственных и взаимных спектральных плотностей ускорений в узлах крепления упругодемпфирующих элементов к платформе вибростенда, а также значения взаимных спектральных плотностей реакции многоканальной виброзащитной системы и вибровоздействий, по которым определяют передаточные характеристики многоканальной виброзащитной системы, достигают тем, что многоканальную виброзащитную систему устанавливают на платформу вибростенда, обладающую неоднородными упругодемпфирующими свойствами, в каждой полосе частот рабочего диапазона задают значения собственных и взаимных плотностей ускорений в узлах крепления упругодемпфирующих элементов к платформе вибростенда, в каждой полосе частот рабочего диапазона формируют случайные узкополосные сигналы, измерение значений собственных и взаимных спектральных плотностей ускорений в узлах крепления упругодемпфирующих элементов к платформе вибростенда осуществляют в каждой узкой полосе частот, по измеренным значениям собственных и взаимных спектральных плотностей ускорений определяют значения всех вычисленных попарно произведений комплексных передаточных функций вибротрактов в узлах крепления упругодемпфирующих элементов к платформе вибростенда на функции, являющиеся комплексно сопряженными к ним, по заданным значениям собственных и взаимных спектральных плотностей ускорений и полученным значениям всех вычисленных попарно произведений комплексных передаточных функций вибротрактов в узлах крепления упругодемпфирующих элементов к платформе вибростенда на функции, являющиеся комплексно сопряженными к ним, определяют значения коэффициентов усиления усилителей формирователя случайных узкополосных сигналов, измерение значений взаимных спектральных плотностей реакции многоканальной виброзащитной системы и вибровоздействий состоит в том, что измеряют в каждой полосе частот рабочего диапазона значения взаимных спектральных плотностей ускорений в узлах соединения упругодемпфирующих элементов и защищаемого объекта и ускорений в узлах крепления упругодемпфирующих элементов к платформе вибростенда, определение передаточных характеристик многоканальной виброзащитной системы состоит в том, что по заданным и измеренным в каждой полосе частот рабочего диапазона значениям собственных и взаимных спектральных плотностей ускорений определяют значения комплексных передаточных функций упругодемпфирующих элементов и значения комплексных передаточных функций элементов конструкции защищаемого объекта, расположенных между узлами их соединения с упругодемпфирующими элементами.

Предлагаемое техническое решение удовлетворяет критериям "новизны" и "изобретательскому уровню", так как предложенные отличительные признаки позволяют повысить информативность и качество исследований передаточных характеристик многоканальной виброзащитной системы.

Термины "собственная спектральная плотность" и "спектральная плотность" являются общепринятыми и рассматриваются как эквивалентные. Однако для того чтобы избежать неоднозначного толкования терминов "спектральная плотность" и "взаимная спектральная плотность", в данной заявке вместо наиболее распространенного термина "спектральная плотность" применяется термин "собственная спектральная плотность". (См., например, Вибрации в технике: Справочник. В 6-ти т./ Ред. совет: В.Н. Челомей (пред.).- М.: Машиностроение, 1981 - Т. 5. Измерения и испытания. - Под ред. М. Д. Генкина. 1981, с. 325).

Сущность способа заключается в следующем.

Рассмотрим многоканальную виброзащитную систему, состоящую из защищаемого объекта и присоединенных к нему упругодемпфирующих элементов, которую устанавливают на платформу вибростенда. Узлы крепления упругодемпфирующих элементов к платформе вибростенда будем называть входами многоканальной виброзащитной системы, а узлы соединения упругодемпфирующих элементов и защищаемого объекта - выходами. С помощью вибростенда к входам многоканальной виброзащитной системы прикладывают случайные вибровоздействия в диапазоне рабочих частот, реакции системы измеряют на ее выходах. Измеряемыми параметрами вибровоздействий и реакций системы являются ускорения, совершаемые точками конструкции многоканальной виброзащитной системы в узлах крепления упругодемпфирующих элементов к платформе вибростенда и в узлах соединения упругодемпфирующих элементов и защищаемого объекта соответственно.

Рассмотрим многоканальную виброзащитную систему, имеющую L входов и N выходов, тогда, поскольку каждый вход связан упругодемпфирующим элементом с одним выходом, L = N. Передаточные характеристики многоканальной виброзащитной системы исследуются в М полосах частот рабочего диапазона. Пусть C_mnl - значение комплексной передаточной функции упругодемпфирующего элемента, соединяющего l-й вход системы с n-м выходом, полученное в результате усреднения этой функции по m-й полосе частот, (Далее для краткости значение усредненной по полосе частот какой-либо функции будем называть значением этой функции в этой полосе частот.) Применяя известные соотношения (см. , например, Дж. Бендат, А. Пирсол. Применение корреляционного и спектрального анализа. - М.: Мир, 1983), определим C_mnl как отношение значения взаимной спектральной плотности ускорения в n-м выходе и l-м входе в m-й полосе частот к значению собственной спектральной плотности ускорения в l-м входе в m-й полосе частот при нулевых значениях собственной спектральной плотности ускорений во всех остальных η-х выходах системы, Пусть C_mnν - значение комплексной передаточной функции элемента конструкции защищаемого объекта, расположенного между n-м и ν-м выходами системы в m-й полосе частот, аналогично C_mnν определим как отношение значения взаимной спектральной плотности ускорений в n-м и ν-м выходах в m-й полосе частот к значению собственной спектральной плотности ускорений в ν-м выходе в m-й полосе частот при нулевых значениях спектральной плотности ускорений во всех остальных η-х выходах системы и λ-х входах при Таким образом, где ω_m - среднее значение частоты m-й полосы; Δω_m - ширина m-й полосы частот; L=N - целые положительные числа;
где значение собственной (при l = λ ) или взаимной (при l ≠ λ) спектральной плотности ускорения в l-м и λ-м входах системы в m-й полосе частот;

- значение взаимной спектральной плотности ускорения в l-м входе и n-м выходе системы в m-й полосе частот;

значение собственной (n = ν) или взаимной (n ≠ ν) спектральной плотности ускорения в n-м и ν-м выходах системы в m-й полосе частот;

Тогда справедливо выражение

Выражение (1) представляют в виде
Выражение (1a), представленное в компактной форме, имеет вид
C'_[LN] · G_xy[NL] = G_xy[LL]. (2)
Матрицу C' определяют по формуле
C'_[LN] = G_xx[LL]· G^-1_xy[NL], (3)
где
матрица G^-1_xy[NL] является обратной к матрице G_xy[NL].

Индексами в квадратных скобках обозначены размерности матриц, однако поскольку L= N, все матрицы выражений (2) и (3) и выражений (1), (1a) соответственно являются квадратными. Матрица G^-1_xy[NL] существует, если матрица G_xy[NL] не является вырожденной. Можно показать, что уравнение (2) имеет решение, если матрицы C'_[LN] и G_xx[LL] не являются вырожденными.

Значения передаточных функций C_mnv и C_mnl определяют по формулам

C_mnl = 1/C'_mll. (5)
Для того чтобы при формировании вибровоздействий с помощью одного вибростенда матрица G_xx[LL] была невырожденной, необходимо, чтобы передаточные характеристики вибротрактов в различных узлах крепления упругодемпфирующих элементов к платформе вибростенда были различны. Это условие может быть выполнено при использовании вибростенда, оборудованного платформой, обладающей неоднородными упругодемпфирующими свойствами. Такой платформой может служить специальное приспособление, устанавливаемое на столе вибростенда и представляющее собой, например, многоэлементную конструкцию или слоистую решетчатую опору с переменными параметрами ячеек решетки и др. Конструкции подобного типа применяют для виброизоляции механизмов и оборудования. Особенности применения расчетных и экспериментальных методов определения их частотных характеристик исследованы достаточно глубоко. (См., например, В.И. Попков. Виброакустическая диагностика и снижение виброактивности судовых механизмов. - Л. : Судостроение, 1974, с. 178-186.) Результаты этих исследований позволяют утверждать, что для осуществления способа может быть разработана платформа, обладающая неоднородными упругодемпфирующими свойствами, применение которой при формировании вибровоздействий в многоканальной виброзащитной системе, установленной на этой платформе, позволит обеспечить заданные значения собственных и взаимных спектральных плотностей ускорений в узлах крепления к ней упругодемпфирующих элементов и сформировать в каждой m-й полосе частот невырожденную матрицу G_xx[LL].

Таким образом, в узлах крепления упругодемпфирующих элементов к платформе вибростенда задают значения собственных и взаимных спектральных плотностей ускорений. Для формирования в этих узлах случайных вибровоздействий с заданными значениями собственных и взаимных плотностей ускорений каждую из М полос частот рабочего диапазона разбивают на R полос (R=L), причем каждую из них разбивают на Q полос частот (Q=L). Таким образом, учитывая, что L = N, общее число узких полос частот, на которые разбивают каждую полосу частот рабочего диапазона частот, равно N².

В полосах частот рабочего диапазона формируют случайный сигнал. Этот сигнал представляет собой сумму случайных узкополосных сигналов, которые формируют в узких полосах частот, полученных в результате разбиения полос частот рабочего диапазона. Дисперсии случайных узкополосных сигналов регулируют с помощью усилителей формирователя случайных узкополосных сигналов. Значения коэффициентов усиления усилителей формирователя случайных узкополосных сигналов определяют исходя из заданных в узлах крепления упругодемпфирующих элементов к платформе вибростенда значений собственных и взаимных спектральных плотностей в полосах частот рабочего диапазона, а также измеренных в этих точках в каждой узкой полосе частот значений частотных характеристик вибротрактов, которые связаны между собой системой уравнений:
(6)
где A_rgm - значение коэффициента усиления rqm-го усилителя формирователя случайных узкополосных сигналов;
G_0m - значение спектральной плотности случайного сигнала в m-й полосе частот рабочего диапазона, действующего на входе формирователя случайных узкополосных сигналов и предназначенного для формирования из него случайных узкополосных сигналов

K_rgml - значение комплексной передаточной функции вибротракта в l-м узле крепления упругодемпфирующего элемента к платформе вибростенда в rqm-й полосе частот;
^* - знак комплексной сопряженности.

Произведения K^*_rqmlK_rqmλ определяют по формуле
(7)

где

ω_rqm/- среднее значение частоты rqm-й полосы;
Δω_rqm - ширина rqm-й полосы частот;
значение собственной (при l = λ ) или взаимной (при l ≠ λ) спектральной плотности ускорений в l-м и λ-м входах системы в rqm-й полосе частот

Таким образом, для определения передаточных характеристик упругодемпфирующих элементов и элементов конструкции защищаемого объекта, расположенных между узлами их соединения с упругодемпфирующими элементами, задают значения коэффициентов усиления A_rgm усилителей формирователя случайных узкополосных сигналов, например, равными 1, в рабочем диапазоне частот в узлах крепления упругодемпфирующих элементов к платформе вибростенда формируют вибровоздействия, в каждой rqm-й полосе частот измеряют значения собственных и взаимных спектральных плотностей ускорений по формуле (7) определяют все значения вычисленных попарно произведений K^*_rqmlK_rqmλ, затем решают систему уравнений (6) и находят значения коэффициентов усиления A_rgm усилителей формирователя случайных узкополосных сигналов. Это позволяет сформировать в узлах крепления упругодемпфирующих элементов к платформе вибростенда вибровоздействия, которые обеспечивают заданные в каждой полосе рабочего диапазона частот значения собственных и взаимных спектральных плотностей ускорений Затем в каждой полосе частот рабочего диапазона измеряют значения взаимных спектральных плотностей ускорений и значения собственных и взаимных спектральных плотностей ускорений по которым с помощью формул (3)-(5) определяют значения комплексных передаточных функций упругодемпфирующих элементов C_mnl и элементов конструкции защищаемого объекта, расположенных между узлами их соединения с упругодемпфирующими элементами _mnν в каждой m-й полосе частот.

Способ может быть осуществлен с помощью устройства, представленного на чертеже.

Устройство содержит генератор 1 случайных широкополосных сигналов, формирователь случайных узкополосных сигналов 2, который предназначен для формирования в каждой из М полос частот рабочего диапазона N² случайных узкополосных сигналов. Формирователь случайных узкополосных сигналов 2 содержит MN² каналов, каждый из которых образован последовательно включенными полосовым фильтром 3 и усилителем 4. Входы полосовых фильтров 3 подключены к выходу генератора 1 случайных широкополосных сигналов и являются входом формирователя случайных узкополосных сигналов 2. Выходы фильтров 3 подключены к входам усилителей 4, выходы которых подключены к входам сумматора 5. Выход сумматора 5 является выходом формирователя случайных узкополосных сигналов 2. Выход сумматора 4 соединен с входом усилителя 6 мощности, выход которого подключен к входу вибростенда 7, который оборудован платформой 8 с неоднородными упругодемпфирующими свойствами. На платформе 8 установлена многоканальная виброзащитная система 9, состоящая из упругодемпфирующих элементов 10 и защищаемого объекта 11. В узлах крепления упругодемпфирующих элементов 10 к платформе 8 вибростенда 7 и в узлах соединения упругодемпфирующих элементов 10 и защищаемого 11 объекта установлены вибродатчики 12, которые подключены к коммутатору 13 и служат для преобразования механических колебаний в электрические сигналы. Коммутатор 13 служит для поочередного подключения вибродатчиков к входу АЦП 14, выходы которого подключены к входам блока 15 памяти, выходы которого подключены к микроконтроллеру 16. Задатчик 17 служит для ввода требуемых значений собственных и взаимных спектральных плотностей ускорений в микроконтроллер 16. Генератор 18 тактовых импульсов служит для синхронизации работы коммутатора 13, АЦП 14, блока 15 памяти и микроконтроллера 16. Одна группа выходов микроконтроллера 16 соединена с управляющими входами усилителей 4 формирователя случайных узкополосных сигналов 2, а другая группа - с входами индикатора 19, который служит для отображения результатов вычислений.

Рассмотрим осуществление способа с помощью устройства, представленного на чертеже.

Микроконтроллер 16 приводит устройство в режим "Определение частотных характеристик вибротрактов". Для этого сигналы с выходов микроконтроллера 16 поступают на управляющие входы усилителей 4 и устанавливают значения их коэффициентов усиления A_rgm равными, например, 1. Одновременно генератор 1 вырабатывает случайный сигнал со спектральной плотностью G_0m в каждой полосе частот рабочего диапазона, который поступает на входы полосовых фильтров 3 формирователя случайных узкополосных сигналов 2. Каждый rqm-й полосовой фильтр 3 настроен на частоту ω_rqm и имеет полосу пропускания Δω_rqm. С выходов полосовых фильтров 3 случайные узкополосные сигналы поступают на входы усилителей 4. Сигналы с выходов усилителей 4 поступают на входы сумматора 5. На выходе сумматора 5 действует случайный сигнал в полосах частот рабочего диапазона, представляющий собой сумму случайных узкополосных сигналов, который затем усиливается усилителем 6 мощности, сигнал с выхода которого поступает на вход вибростенда 7 с закрепленной на его платформе 8 многоканальной виброзащитной системой 8. Вибростенд 7 формирует в узлах крепления упругодемпфирующих элементов 10 и платформы 8 случайные вибровоздействия в полосах частот рабочего диапазона. Вибродатчики 12 формируют электрические сигналы, пропорциональные мгновенным значениям ускорений в узлах крепления упругодемпфирующих элементов 10 к платформе 8 вибростенда 7 и ускорений в узлах соединения упругодемпфирующих элементов 10 и защищаемого объекта 11. Сигналы вибродатчиков 12 поступают на входы коммутатора 13, который по сигналам, вырабатываемым генератором 18 тактовых импульсов, поочередно подключает их к входам АЦП 14. Цифровой код, соответствующий мгновенным значениям ускорений, поступает в блок 15 памяти. Микроконтроллер 16 считывает из блока 15 памяти накопленные в нем данные измерений, определяет по ним значения собственных и взаимных спектральных плотностей ускорений в каждой узкой полосе частот, по которым с помощью формулы (7) в каждой узкой полосе частот определяет значения всех вычисленных попарно произведений комплексных передаточных функций вибротрактов на функции, являющиеся комплексно сопряженными к ним, K^*_rqmlK_rqmλ. Микроконтроллер 16 заносит эти значения в блок 15 памяти. (Вычисление значений собственных и взаимных спектральных плотностей в полосах частот осуществляется известными способами. См., например, Дж. Бендат, А. Пирсол. Применение корреляционного и спектрального анализа. - М.: Мир, 1983, с. 81-87.)
Затем микроконтроллер 16 приводит устройство в режим "Определение значений коэффициентов усиления усилителей формирователя случайных узкополосных сигналов". Микроконтроллер 16 считывает с выходов задатчика 17 заданные в узлах крепления упругодемпфирующих элементов 12 к платформе 8 значения собственных и взаимных спектральных плотностей ускорений в каждой полосе частот рабочего диапазона. (Задатчик 17 может быть реализован на базе известных устройств ввода данных.) Микроконтроллер 16 считывает из блока 15 памяти значения в каждой узкой полосе частот всех вычисленных попарно произведений комплексных передаточных функций вибротрактов на функции, являющиеся комплексно сопряженными к ним, Κ^*_rqmlK_rqmλ, которые были получены и записаны в блок 15 памяти в результате функционирования устройства в режиме "Определение частотных характеристик вибротрактов". Затем микроконтроллер 16 по заданным в узлах крепления упругодемпфирующих элементов 10 к платформе 8 значениям собственных и взаимных спектральных плотностей ускорений в каждой полосе частот рабочего диапазона и полученным значениям в каждой узкой полосе частот всех вычисленных попарно произведений комплексных передаточных функций вибротрактов на функции, являющиеся комплексно сопряженными к ним, Κ^*_rqmlK_rqmλ, решает систему уравнений (6) и определяет значения коэффициентов усиления A_rgm усилителей 4 формирователя случайных узкополосных сигналов 2. Сигналы с выходов микроконтроллера 16, соответствующие полученным значениям коэффициентов усиления A_rgm, поступают на управляющие входы усилителей 4 формирователя случайных узкополосных сигналов 2. (Решение системы уравнений в микроконтроллере 16 осуществляется известными способами. См. , например, Н.С. Бахвалов. Численные методы. - М.: Наука, 1973, с. 323-400.)
Микроконтроллер 16 приводит устройство в режим "Определение передаточных функций элементов конструкции многоканальной виброзащитной системы". Значения коэффициентов усиления A_rgm усилителей 4 формирователя случайных узкополосных сигналов 2 установлены по результатам их определения при функционировании устройства в режиме "Определение значений коэффициентов усиления усилителей формирователя случайных узкополосных сигналов". Вибростенд 7 в узлах крепления упругодемпфирующих элементов 10 к платформе 8 формирует случайные вибровоздействия в соответствии с заданными в каждой полосе частот рабочего диапазона значениями собственных и взаимных спектральных плотностей ускорений Сигналы вибродатчиков 12 поступают на входы коммутатора 13, который по сигналам, вырабатываемым генератором 18 тактовых импульсов, поочередно подключает их к входам АЦП 14. Цифровой код, соответствующий мгновенным значениям ускорений в узлах крепления упругодемпфирующих элементов 10 к платформе 8 и в узлах соединения упругодемпфирующих элементов 10 и защищаемого объекта 11, поступает в блок 15 памяти. Микроконтроллер 16 считывает из блока 15 памяти накопленные в нем данные измерений, определяет по ним в каждой полосе частот рабочего диапазона значения взаимных спектральных плотностей ускорений в узлах крепления упругодемпфирующих элементов 10 к платформе 8 и ускорений в узлах соединения упругодемпфирующих элементов 10 и защищаемого объекта 11, значения собственных и взаимных спектральных плотностей ускорений в узлах соединения упругодемпфирующих элементов 10 и защищаемого объекта 11. Затем микроконтроллер 16 в каждой полосе частот рабочего диапазона по заданным значениям собственных и взаимных спектральных плотностей ускорений в узлах крепления упругодемпфирующих элементов 10 к платформе 8 и по измеренным значениям взаимных спектральных плотностей ускорений в узлах крепления упругодемпфирующих элементов 10 к платформе 8 и ускорений в узлах соединения упругодемпфирующих элементов 10 и защищаемого объекта 11, а также значениям собственных и взаимных спектральных плотностей ускорений в узлах соединения упругодемпфирующих элементов 10 и защищаемого объекта 11 определяет с помощью формул (3)-(5) в каждой полосе частот рабочего диапазона значения комплексных передаточных функций упругодемпфирующих элементов C_mnl и элементов конструкции защищаемого объекта, расположенных между узлами их соединения с упругодемпфирующими элементами _mnν. (Вычисление значений собственных и взаимных спектральных плотностей в полосах частот в микроконтроллере 16 осуществляется известными способами. См., например, Дж. Бендат, А. Пирсол. Применение корреляционного и спектрального анализа. - М.: Мир, 1983, с. 81-87. Решение системы уравнений в микроконтроллере 16 также осуществляется известными способами. См. , например, Н.С. Бахвалов. Численные методы. - М.: Наука, 1973, с. 323-400). Сигналы, соответствующие полученным значениям, поступают с выходов микроконтроллера 16 на входы индикатора 19 для отображения информации.

Способ позволяет с помощью одного вибростенда, оборудованного платформой с неоднородными упругодемпфирующими свойствами, определить передаточные функции упругодемпфирующих элементов, а также передаточные функции элементов конструкции защищаемого объекта, расположенных между узлами их соединения с упругодемпфирующими элементами, входящих в состав многоканальной виброзащитной системы, что позволяет обеспечить более высокие, по сравнению с прототипом, показатели информативности и качества исследований передаточных характеристик многоканальной виброзащитной системы и выработать по результатам исследований важные практические рекомендации по изменению конструктивных свойств системы для обеспечения вибрационной надежности защищаемого объекта.

Формула изобретения

Способ определения передаточных характеристик элементов конструкции многоканальной виброзащитной системы, заключающийся в том, что в многоканальной виброзащитной системе, состоящей из защищаемого объекта и присоединенных к нему упругодемпфирующих элементов, в узлах крепления упругодемпфирующих элементов к платформе вибростенда формируют случайные вибровоздействия в рабочем диапазоне частот, измеряют значения собственных и взаимных спектральных плотностей ускорений в узлах крепления упругодемпфирующих элементов к платформе вибростенда, а также значения взаимных спектральных плотностей реакции многоканальной виброзащитной системы и вибровоздействий, по которым определяют передаточные характеристики многоканальной виброзащитной системы, отличающийся тем, что многоканальную виброзащитную систему устанавливают на платформу вибростенда, обладающую неоднородными упругодемпфирующими свойствами, в каждой полосе частот рабочего диапазона задают значения собственных и взаимных спектральных плотностей ускорений в узлах крепления упругодемпфирующих элементов к платформе вибростенда, в каждой полосе частот рабочего диапазона формируют случайные узкополосные сигналы, измерение значений собственных и взаимных спектральных плотностей ускорений в узлах крепления упругодемпфирующих элементов к платформе вибростенда осуществляют в каждой узкой полосе частот, по измеренным значениям собственных и взаимных спектральных плотностей ускорений определяют значения всех вычисленных попарно произведений комплексных передаточных функций вибротрактов в узлах крепления упругодемпфирующих элементов к платформе вибростенда на функции, являющиеся комплексно сопряженными к ним, по заданным значениям собственных и взаимных спектральных плотностей ускорений и полученным значениям всех вычисленных попарно произведений комплексных передаточных функций вибротрактов в узлах крепления упругодемпфирующих элементов к платформе вибростенда на функции, являющиеся комплексно сопряженными к ним, определяют значения коэффициентов усиления усилителей формирователя случайных узкополосных сигналов, измерение значений взаимных спектральных плотностей реакции многоканальной виброзащитной системы и вибровоздействий состоит в том, что измеряют в каждой полосе частот рабочего диапазона значения взаимных спектральных плотностей ускорений в узлах соединения упругодемпфирующих элементов и защищаемого объекта и ускорений в узлах крепления упругодемпфирующих элементов к платформе вибростенда, определение передаточных характеристик многоканальной виброзащитной системы состоит в том, что по заданным и измеренным в каждой полосе частот рабочего диапазона значениям собственных и взаимных спектральных плотностей ускорений определяют значения комплексных передаточных функций упругодемпфирующих элементов и значения комплексных передаточных функций элементов конструкции защищаемого объекта, расположенных между узлами их соединения с упругодемпфирующими элементами.

РИСУНКИ

Рисунок 1