Способ определения характеристик рассеяния энергии при колебаниях

 

Оп ИСАНИ

ИЗОБРЕТЕН И

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства Хв

Заявлено 27.VI.1969 (Л 1344795/25-28) с присоединением заявки чв

Приоритет

Опубликовано 14Х11.1972. Бюллетень Ме 22

Дата опубликования описания ЗОХ111.1972

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

В. В. Матвеев и А. fl. Яковлев

Институт проблем прочности АН Украинской ССР

Заявитель

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК

РАССЕЯНИЯ ЗНЕРГИИ ПРИ КОЛЕБАНИЯХ х Лы с= -,.—. р cos т„

30

Изобретение относится к способам исследования материалов и элементов конструкций при переменных нагрузках, а именно к способу определения характеристик рассеяния энергии (внутреннего трения, циклической вязкости) при колебаниях.

Известен способ определения характерисгик рассеяния энергии (логарифмического декремента колебаний б, коэффициента поглощения ф=2 б, коэффициента внутреннего трения б у= — и добротносги колебательной системы

"IC

g= — ) по ширине пика резонансной кривой б на определенном уровне его высоты.

Известный способ заключается в возбуждении колебаний исследуемого образца или элемента конструкции при постоянной амплитуде гармонической возмущающей силы, регистрации амплитуды и частоты резонансных колебаний, частот вынужденных колебаний по обе стороны от резонанса при амплитуде колебаний, составляющей некоторый уровень резонансной, равный 0,5 (или 0,7), определении по данным измерения частот ширины резонансного пика на уровне 0,5 (или 0,7) резонансной амплитуды и вычислении характеристики рас. сеяния энергии, например логарифмического декремента колебаний, соответствующего резонансной амплитуде, по известной формуле.

Недостатком известного способа является ограниченность его использования, поскольку он базируется на зависимостях, полученных, как известно, для линейной системы (для случая амплитудонезависи мого относительного рассеяния энергии) . Таким образом, способ резонансной кривой не позволяет в общем случае получить достоверные результаты.

Цель изобретения — получение более до10 стоверных результатов при любом характере нелинейности, обусловленной рассеянием энергии.

Предлагаемый способ отличается от известного способа резонансной кривой тем, что при

15 вынужденных колебаниях с амплитудой, при которой определяют ширину резонансного пика, дополнительно регистрируют угол сдвига фаз между возмущающей силой и вызываемой ею деформацией образца или элемента конст20 рукции и вычисляют характеристику рассеяния энергии, например логарифмический декремент колебаний по формуле: где б — логарифмический декремент колебаний; а — некоторый уровень резонансной амплитуды;

345415

Составитель В. Кехтер

Техред Л. Богданова

Корректор Е. Исакова

Редактор Т. Ларина

Заказ 2595/17 Изд. № 1145 Тираж 40б Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4!5

Типография, пр. Сапунова, 2

Лв„— ширина резонансного пика на уровне а; р — частота резонансных колебаний; у. — угол сдвига фаз между возмущающей силой и вызываемой ею деформацией на уровне я.

Описываемый способ может быть осуществлен следующим образом.

Образец из исследуемого материала устанавливают, например, на платформе электродинамического вибростенда, возбуждают резонансные колебания образца с требуемой амплитудой и фиксируют значения амплитуды и резонансной частоты. Лмплитуда колебаний регистрируется, например, при помощи паклеиваемых на образец тензопреобразователей и соответствующей аппаратуры (тензоусилителя, лампового вольтметра), а частота возбуждения, задаваемая звуковым генератором через усилитель вибростенда, — с помощью электронносчетного частотомера.

Далее, не изменяя мощности возбуждения, постепенно изменяют частоту. возбуждения, например в сторону повышения, и фиксируют значение частоты установившихся колебаний при амплитуде колебаний, составляющей некоторый уровень резонансной, и угол сдвига фаз между возмущающей силой и вызываемой ею деформацией образца. Регистрация угла сдвига фаз производится по сигналам от датчика ускорений, установленного на платформе вибростенда, и тензопреобразователей с помощью электронного фазометра. Затем снижают частоту и фиксируют ее значение в дорезонансной области при амплитуде колебаний, составляющей тот же уровень а резонансной. По данным измерения частот определяют ширину резонансного пика на уровне а и вы4 числяют логарифмический декремент колебаний, соответству ощий резонансной амплитуде, по приведенной выше формуле.

5 Предмет изобретения

Способ определения характеристик рассеяния энергии при колебаниях, заключающийся в возбуждении колебаний исследуемого образца или элемента конструкции при постоянной

10 амплитуде гармонической возмущающей силы, регистрации амплитуды и частоты резонансных колебаний, определении ширины резонансного пика при амплитуде, составляющей некоторый уровень резонансной, и вычислении

15 по указанным параметрам характеристики рассеяния энергии, соответствующей резонансной амплитуде, отличающийся тем, что, с целью получения более достоверных результатов при вынужденных колебаниях с ампли20 тудой, при которой определяют ширину резонансного пика, дополнительно регистрируют угол сдвига фаз между возмущающей силой и вызываемой ею деформацией образца или элемента конструкции и вычисляют характе25 ристику рассеяния энергии, например логарифмический декремент колебаний, по формуле: а Л<о

3 — г —.— !

P cos Т„ где б — логарифмический декремент колебаний; сс — некоторый уровень резонансной амплитуды;

Лез„ вЂ” ширина резонансного пика на уровне а; р — частота резонансных колебаний;

1!„— угол сдвига фаз между возмущающей силой и вызываемой ею деформацией на уровне а.