DE1172861B - Method and device for determining the natural frequencies and relative deflections of mechanical systems with the help of investigations on a model - Google Patents
Method and device for determining the natural frequencies and relative deflections of mechanical systems with the help of investigations on a modelInfo
- Publication number
- DE1172861B DE1172861B DEN17868A DEN0017868A DE1172861B DE 1172861 B DE1172861 B DE 1172861B DE N17868 A DEN17868 A DE N17868A DE N0017868 A DEN0017868 A DE N0017868A DE 1172861 B DE1172861 B DE 1172861B
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- model
- frequency
- drive plate
- adjustable
- determining
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- G01H13/00—Measuring resonant frequency
Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Internat. Kl.: G Ol hBoarding school Kl .: G Ol h
Deutsche Kl.: 42 c-42German class: 42 c-42
Nummer: 1 172 861Number: 1 172 861
Aktenzeichen: N 17868 IXb / 42 cFile number: N 17868 IXb / 42 c
Anmeldetag: 10. Februar 1960 Filing date: February 10, 1960
Auslegetag: 25. Juni 1964Opening day: June 25, 1964
Die Überprüfung von Systemen, die Torsionsschwingungen bzw. Längs- oder Querschwingungen ausführen können, erfolgt bisher durch Ermittlung der Eigenfrequenz für einzelne Schwingungsarten, wobei zur Feststellung zusätzlicher mechanischer Beanspruchungen von Wellen oder anderen Bestandteilen auch relative Auslenkungen ermittelt werden. Diese Werte müssen durch langwierige Rechnungen oder mit Hilfe von Analogieüberlegungen an elektrischen Schwingungskreisen ermittelt werden.The review of systems, the torsional vibrations or longitudinal or transverse vibrations can perform, has so far been done by determining the natural frequency for individual types of vibration, whereby to determine additional mechanical stresses on shafts or other components relative deflections can also be determined. These values have to go through lengthy calculations or can be determined with the help of analogy considerations in electrical oscillation circuits.
Es sind bereits verschiedene Verfahren zur Berechnung der Eigenfrequenzen von zu überprüfenden Systemen bekannt. Aber selbst bei der Verwendung vereinfachter und abgekürzter mathematischer Methoden ist für ein kompliziertes System, z. B. für eine innerhalb eines breiten Drehzahlbereichs arbeitende Welle mit Zusatzmassen, wie Kurbelwelle mit Pleuelstangen und Kolben, Schwungrad, Kupplung u. dgl., die erforderliche Rechnung ziemlich zeitraubend und dauert manchmal mehrere Wochen. Vereinfachungen von mathematischen Methoden führen oft zu beträchtlichen Fehlern, die sich dann unvermeidlich in der Praxis auswirken.There are already various methods for calculating the natural frequencies to be checked Systems known. But even when using simplified and abbreviated mathematical methods is for a complicated system, e.g. B. for a working within a wide speed range Shaft with additional masses, such as crankshaft with connecting rods and pistons, flywheel, clutch and the like, the required calculation is quite time consuming and sometimes takes several weeks. Simplifications of mathematical methods often lead to considerable errors, which then inevitably turn into affect practice.
Nach durchgeführten Rechnungen sind oft noch gewisse Korrekturen erforderlich, die eine Wiederholung der ganzen langwierigen Rechnung notwendig machen.After the calculations have been carried out, certain corrections are often required that need to be repeated make the whole lengthy calculation necessary.
Eine bekannte Ermittlungsmethode, die auf einer Analogie mit elektrischen Schwingungskreisen beruht,
ist ziemlich kompliziert und stellt große Anforderung selbst an einen erfahrenen Schwachstromfachmann.
Bei der Verwendung dieser Methode entstehen Fehler infolge der Einwirkung von Streuungsfeldern und
Rückkopplungen, die das Endergebnis beeinflussen. Es ist Aufgabe der Erfindung, diese Nachteile zu
vermeiden und ein einfaches Verfahren zu schaffen, mit dessen Hilfe die Eigenfrequenzen und Auslenkungen
auch bei komplizierten mechanischen Systemen in einfacher Weise und mit ausreichender
Genauigkeit an einem Modell ermittelt werden können. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch
gelöst, daß Messungen an einem mechanischen Modell vorgenommen werden, indem das tatsächliche System
zunächst mit Hilfe von kalibrierten Bauteilen in vereinfachter, aber schwingungsmäßig äquivalenter
Weise nachgebildet und dann mit Hilfe eines Schwingungserzeugers zu Schwingungen angeregt wird,
worauf unter Aufrechterhaltung der Schwingungen die Schwingungsfrequenz und die relativen Auslenkungen
der Teile des nachgebildeten Systems gemessen werden.
Zur Durchführung des neuen Verfahrens sieht die Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln der
Eigenfrequenzen und relativen Auslenkungen
mechanischer Systeme mit Hilfe von
Untersuchungen an einem ModellOne known method of detection that is based on an electrical oscillatory circuit analogy is quite complicated and places great demands on even a skilled low-voltage person skilled in the art. When using this method, errors arise due to exposure to scattering fields and feedback that affect the end result. The object of the invention is to avoid these disadvantages and to create a simple method with the aid of which the natural frequencies and deflections can be determined on a model in a simple manner and with sufficient accuracy even in the case of complicated mechanical systems. This object is achieved according to the invention in that measurements are made on a mechanical model by first simulating the actual system with the help of calibrated components in a simplified but vibration-equivalent manner and then excited to vibrate with the help of a vibration generator, whereupon it is maintained of the vibrations, the vibration frequency and the relative deflections of the parts of the simulated system can be measured.
To carry out the new method, the method and device for determining the
Natural frequencies and relative deflections
mechanical systems with the help of
Investigations on a model
Anmelder:Applicant:
NAVIKA, närodni podnik, Prag
Vertreter:NAVIKA, närodni podnik, Prague
Representative:
Dipl.-Ing. A. Spreer, Patentanwalt,
Göttingen, Groner Str. 37Dipl.-Ing. A. Spreer, patent attorney,
Göttingen, Groner Str. 37
Als Erfinder benannt:
Jan Smolik, PragNamed as inventor:
Jan Smolik, Prague
Beanspruchte Priorität:
Tschechoslowakei vom 11. Februar 1959 (824)Claimed priority:
Czechoslovakia February 11, 1959 (824)
Erfindung ein mechanisches Modell vor, das wenigstens eine Welle und eine oder mehrere auf der Welle
verstellbare und gegebenenfalls auswechselbare Mitnehmerscheiben aufweist, an denen Zusatzgewichte
zur Veränderung der Trägheitsmomente anbringbar sind, daß diese Einzelteile für vorbestimmte Trägheitsmomente
kalibriert sind und daß ein Schwingungserzeuger, eine Frequenzmeßeinrichtung und eine
Prüfeinrichtung zum Feststellen der relativen Auslenkung vorgesehen sind.
Es ist bereits ein mechanisches Schwingungsmodell bekannt, das aus einem von einem Ständer getragenen
Mehrfachpendel mit verstellbaren Aufhängepunkten, verstellbaren Pendellängen und gegebenenfalls auswechselbaren
Gewichten der Einzelpendel, von denen eines am anderen hängt, besteht. Dieses Modell dient
lediglich als Lehrgerät zum Vorführen mechanischer Schwingungsvorgänge komplizierter Art. Für die
Ermittlung der Eigenschwingungen mechanischer Systeme ist dieses bekannte Gerät nicht geeignet.
Es ist weiter bekannt, die Biegebeanspruchung von tragenden Konstruktionen des Leichtbaus mit Hilfe
von Modellen zu untersuchen.Invention before a mechanical model, which has at least one shaft and one or more on the shaft adjustable and optionally replaceable drive plates, to which additional weights can be attached to change the moments of inertia, that these items are calibrated for predetermined moments of inertia and that a vibration generator, a frequency measuring device and a test device for determining the relative deflection are provided.
A mechanical oscillation model is already known which consists of a multiple pendulum carried by a stand with adjustable suspension points, adjustable pendulum lengths and optionally exchangeable weights of the individual pendulums, one of which is attached to the other. This model serves only as a teaching device for demonstrating mechanical vibration processes of a complicated type. This known device is not suitable for determining the natural vibrations of mechanical systems. It is also known to investigate the bending stress of load-bearing structures in lightweight construction with the aid of models.
Mit dem Verfahren und der Vorrichtung nach der Erfindung ist es möglich, in kurzer Zeit die Eigenfrequenz und die relativen Auslenkungen des zu prüfenden mechanischen Systems zu ermitteln. Bei der Verwendung des vereinfachten nach dem Baukastensystem zusammengestellten Modells ist esWith the method and the device according to the invention it is possible to adjust the natural frequency in a short time and to determine the relative deflections of the mechanical system to be tested. at It is the use of the simplified model assembled according to the modular system
409 627/124409 627/124
3 43 4
weiterhin möglich, einzelne Massenträgheitsmomente ist absolut notwendig, daß die Starrheit der Wellen
und die Starrheit der Welle schnell und einfach derart und Verbindungen des Systems im gleichen Maßzu
ändern, daß geeignete Eigenfrequenzen des ge- stab verringert werden; und die Verkleinerung der
prüften Systems erreicht werden, um zu gewährleisten, Massen kann in einem anderen, aber für alle Massen
daß die kritischen Drehzahlen nicht innerhalb der 5 gleichen Maßstab erfolgen. Dies ermöglicht die
in Frage kommenden Betriebsfrequenzen des Systems Zusammenstellung eines beliebigen Modells in verliegen
werden. Dieses Verfahren kann vorteilhaft schiedenen Größen. Bei übereinstimmenden Maßauch
zur schnellen und genauen Bestimmung von stäben der Starrheit (von Wellen und Verbindung)
relativen Auslenkungen verschiedener Systeme ver- und der Massen ergibt sich eine Eigenfrequenz des
wendet werden, z. B. bei Verbrennungsmotoren ohne io Modells, die mit jener des zu messenden Systems in
oder mit angetriebenen Vorrichtungen, ferner bei wirklicher Größe und Ausführung übereinstimmt,
verschiedenen Aggregaten, z. B. bei Motor-Gebläse-, Bei verschieden zu Maßstäben von Steifigkeit und
Motor-Pumpen-, Motor-Verdränger-Aggregaten, Tür- Massen ist, wenn die Steifigkeiten (Starrheiten) und
binenaggregaten und verschiedenen Wellenlängen, Massenträgheitsmomente der einander entsprechenden
z. B. in Schiffen oder anderen Vorrichtungen, in denen 15 Bestandteile im gleichen Verhältnis stehen, die Eigeneinzelne
Bauelemente durch verschiedene, durch frequenz durch folgende Formel gegeben:
Torsion beanspruchte Kupplungen miteinander ver- .
bunden sind. Ebenfalls ist es möglich, mit Hilfe dieses Uann bedeutet
Verfahrens Quer- oder Längsschwingungen zu er- _ τ .'<■«-!,«·©„
mitteln, falls man geeignete Analogien verwendet. 20 Ic' · Θ ' still possible, individual moments of inertia is absolutely necessary that the rigidity of the shafts and the rigidity of the shaft can be changed quickly and easily and connections of the system to the same extent that suitable natural frequencies of the rod are reduced; And the downsizing of the system under test can be achieved to ensure masses can be in a different but for all masses that the critical speeds are not within the 5 same scale. This allows the operating frequencies of the system in question to be put together in any model. This method can advantageously be of different sizes. With the same measure for quick and accurate determination of rods of rigidity (of shafts and connection) relative deflections of different systems and the masses results in a natural frequency of the turns, z. B. with internal combustion engines without an io model that corresponds to that of the system to be measured in or with driven devices, and also in terms of actual size and design,
various units, e.g. B. with motor-blower, when different to scales of rigidity and motor-pumps, motor-displacement units, door masses is when the stiffnesses (rigidity) and binenaggregaten and different wavelengths, moments of inertia of the corresponding z. B. in ships or other devices in which 15 components are in the same ratio, the individual components by different, given by frequency by the following formula:
Couplings subject to torsion with one another.
are bound. It is also possible with the help of this Uann means
Procedure to generate transverse or longitudinal vibrations _ τ. '<■ «- !,« · © "
average if appropriate analogies are used. 20 Ic ''
Die Erfindung wird an Hand schematischer Zeich- ' »->.« ·> The invention will be on hand schematic drawings''->'·>.
nungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher für (jas Modell:voltages at a plurality of exemplary embodiments fo r (j as Model:
erläutert Es zeigt /' = Frequenz, &„ = Massenträgheits-explained It shows / '= frequency, &" = mass inertia
F 1 g. 1 schematisch ein vereinfachtes, nach dem momentF 1 g. 1 schematically a simplified, after the moment
Baukastensystem zusammengestelltes Modell zur 25 c< = Starrheit (Steifigkeit) der Welle zwischenModular system compiled model for 25 c < = rigidity (stiffness) of the shaft between
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens · den Massen mh den TrägheitsmomentenImplementation of the method according to the invention · the masses mh the moments of inertia
F 1 g. 2 schematisch einen beriihrungslosen Fühler q· uncj ßzur Bestimmung der Frequenzen undF 1 g. 2 schematically shows a contactless sensor q · unc j ß for determining the frequencies and
Fig. 3 schematisch eine andere Ausführungs- für das tatsächliche System:Fig. 3 schematically shows another embodiment for the actual system:
form der verstellbaren Mitnehmerscheibe. 30 f — Frequenz, Qn = Massenträgheits-shape of the adjustable drive plate. 30 f - frequency, Q n = mass inertia
Zur Zusammenstellung eines vereinfachten, im moment,To put together a simplified, at the moment,
Baukastensystem gebauten Modells des zu prüfenden Cn in = Starrheit der Welle zwischen den Massen
Systems ist die erfindungsgemäße, zur Ermittlung ' mit denTrägheitsmomenten 6>w_i und 6>„.
der Eigenfrequenzen und der relativen Ausschwenkungen des zu prüfenden Systems dienende Vorrichtung 35 Wird das vereinfachte Modell des elastischen
mit einer Reihe von geeichten Wellen ausgestattet. Systems in Torsionsschwingungen versetzt, dann ent-Die
Wellen können aus blankgezogenem Edelstahl stehen Kräfte, deren Größe sich mit der Zeit ändert,
oder aus einem anderen, dem tatsächlichen System Der Zeitverlauf kann verschieden sein, von einem
entsprechenden Material hergestellt werden, das für einfachen Stoß über in bestimmten Zeitabständen
eine verkleinerte Welle 1, die eine oder mehrere 40 wiederkehrende Impulse bis zu periodischen Erreger-Wellen
des tatsächlichen Systems ersetzt, eine hin- kräften, deren Verlauf sich regelmäßig wiederholt,
reichend kleine Innendämpfung gewährleistet. Die Erregervorrichtung 3, die das Modell in Schwin-The modular system built model of the test Cn in = rigidity of the shaft between the masses system is the inventive "for determination" with the moments of inertia 6> w _i and 6>". The device 35 serving the natural frequencies and the relative swings of the system to be tested, the simplified model of the elastic is equipped with a series of calibrated waves. The shafts can be made of bright-drawn stainless steel. Forces, the magnitude of which changes over time, or from another, the actual system over at certain time intervals a reduced wave 1, which replaces one or more 40 recurring impulses up to periodic excitation waves of the actual system, one whose course is repeated regularly,
Sufficiently small internal damping guaranteed. The excitation device 3, which the model in vibration
Die Vorrichtung besteht ferner aus einer Reihe von gungen versetzt, kann ebenfalls verschiedenartigThe device also consists of a number of staggered movements, which can also be of various types
geeichten, verstellbaren Mitnehmerscheiben 2 mit ausgebildet sein, von einfachen mechanischen Schwin-calibrated, adjustable drive plates 2 can be designed with simple mechanical vibrating
verschiedenen, ebenfalls geeichten Zusatzgewichten 11, 45 gungserregern mit Kurvenscheiben bis zu kompli-various, also calibrated additional weights 11, 45 exciters with cams up to compli-
die in verkleinertem Maßstab einzelne Schwungräder, zierten Zentrifugal- oder elektromagnetischen, elektro-the smaller flywheels, ornate centrifugal or electromagnetic, electro-
Kupplungen, Kurbelwellen, Kolben u. dgl. ersetzen. dynamischen, elektrostatischen, piezoelektrischen, ma-Replace clutches, crankshafts, pistons, etc. dynamic, electrostatic, piezoelectric, ma-
Diese Bestandteile können aus gewalztem Stahlblech gnetostriktiven und ähnlichen Erregervorrichtungen,These components can be made of rolled sheet steel, gnetostrictive and similar excitation devices,
oder einem anderen geeigneten Material hergestellt Zur Erzeugung von Torsionsschwingungen eignenor another suitable material. Suitable for generating torsional vibrations
werden. 50 sich im vorliegenden Falle am besten solche Vor-will. 50 In the present case, it is best to consider such
Aus diesen drei Arten von Bauteilen kann ein richtungen, welche die Dämpfung des Systems nicht
verkleinertes Modell zusammengestellt werden, das vergrößern, eine kleine innere Starrheit haben und
einem beliebig vorgegebenen tatsächlichen System eine kleine Masse der beweglichen, mit dem schwingendynamisch
gleichwertig ist, wobei alle für das System den System verbundenen Bestandteile aufweisen sowie
kennzeichnenden Werte, wie Wellenstarrheit, Größe 55 eine große Frequenzbandbreite, guten Wirkungsgrad
der Massenträgheitsmomente usw., erhalten bleiben. und Genauigkeit sowie eine einfache Bedienung und
Das Modell ist derart ausgebildet, daß die Mitnehmer- Geräuschlosigkeit gewährleisten,
scheiben 2 auf der Welle beliebig verstellt werden Diese Forderungen werden bei einigen Systemen
können, wodurch die Starrheit der Welle verändert durch ein Verfahren zur elektrodynamischen Erwird.
Gleichzeitig kann die Anzahl der Mitnehmer- 60 regung erfüllt, das in F i g. 1 dargestellt ist, wo selbst
scheiben sowie deren Massen durch Zusatzgewichte 11 ein aus Spulen 13 bestehender Erreger 3 mit Wechselgeändert
werden, wodurch in einer ganz beliebigen strom aus einem Tonfrequenzgenerator 7 und einem
Weise deren Trägheitsmomente beeinflußt werden Verstärker 6 gespeist wird, dessen Ausgangsspannung
können. mit einem Voltmeter und der Strom mit einem Ampere-From these three types of components, a model can be put together that does not reduce the damping of the system, enlarges it, has a small internal rigidity and an arbitrarily given actual system has a small mass of the movable, with the oscillatory dynamics equivalent, all for the system have the components connected to the system and characteristic values such as wave rigidity, size 55, a large frequency bandwidth, good efficiency of the mass moments of inertia, etc., are retained. and accuracy as well as simple operation and the model is designed in such a way that the driver ensures noiselessness,
disks 2 on the shaft can be adjusted as desired. In some systems, these requirements can be changed, as a result of which the rigidity of the shaft is changed by means of an electrodynamic process. At the same time, the number of driver excitation 60 can be met, as shown in FIG. 1 is shown, where even disks and their masses are changed by additional weights 11 consisting of coils 13 exciter 3 with alternation, whereby in any current from an audio frequency generator 7 and a way whose moments of inertia are influenced amplifier 6 is fed, whose output voltage can. with a voltmeter and the current with an ampere
Bei dem Modell eines zu messenden Systems ist 65 meter gemessen wird, die beide im Gerät 10 unteres nicht notwendig, daß beim Messen eine mit der gebracht sind. Im Luftspalt zwischen den Polschuhen Frequenz des wirklichen, zu messenden Systems 14, 15 der Spulen ist ein Dauermagnet drehbar übereinstimmende Frequenz gemessen wird, aber es gelagert. Die Erregerkräfte entstehen durch WirkungIn the model of a system to be measured, 65 meters are measured, both in the device 10 below it is not necessary that one is brought with the when measuring. In the air gap between the pole pieces Frequency of the real system to be measured 14, 15 of the coils is a permanent magnet rotatable matching frequency is measured, but it is stored. The excitation forces arise through action
der Spulenfelder, die einander gegenseitig beeinflussen. of the coil fields that mutually influence each other.
Für andere elastische Systeme, z. B. mit höherer Eigenfrequenz, kann vorzugsweise eine piezoelektrische, magnetostriktive oder ähnliche Erregervorrichtung verwendet werden.For other elastic systems, e.g. B. with a higher natural frequency, preferably a piezoelectric, magnetostrictive or similar excitation device can be used.
Die Ermittlung der Eigenfrequenz des in Schwingungen versetzten Modells kann bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf verschiedene Weisen mit verschiedenen Mitteln erfolgen. Am einfachsten wäre es, die Eigenfrequenz des vereinfachten Modells durch unmittelbares Ablesen der am Tonfrequenzgenerator eingestellten Frequenzwerte zu ermitteln. Diese Methode erreicht jedoch für sich allein nicht die erforderliche Genauigkeit und gewährleistet insbesondere dann keine richtigen Meßergebnisse, wenn das Modell auch niedrigere oder höhere harmonische Frequenzen aufweist.The determination of the natural frequency of the model set in oscillation can be carried out when using of the method according to the invention take place in different ways with different means. At the the simplest would be to find the natural frequency of the simplified model by directly reading the to determine the frequency values set on the audio frequency generator. However, this method achieves for itself alone does not provide the required accuracy and in particular does not guarantee correct measurement results, if the model also has lower or higher harmonic frequencies.
Weitere Möglichkeiten zur Ermittlung der Eigenfrequenz bestehen z. B. in einem Vergleich der Frequenz des Modells und einer bekannten, auf einem Filmstreifen oder auf dem Schirm eines Oszillographen aufgenommenen Frequenz. Desgleichen kann man zur Frequenzmessung einen Analysator verwenden, der mit verhältnismäßig hoher Genauigkeit eine praktisch sofortige Ermittlung von Frequenzen ermöglicht und zugleich eine angenäherte Attesting der relativen Intensität einzelner gemessenen Resonanzen durchzuführen gestattet.There are other ways to determine the natural frequency, for. B. in a comparison of the frequency of the model and a known one, on a film strip or on the screen of an oscilloscope recorded frequency. An analyzer can also be used to measure the frequency, which enables frequencies to be determined almost immediately with a relatively high degree of accuracy and at the same time an approximate attestation of the relative intensity of individual measured resonances allowed to carry out.
Vorteilhaft kann man zu diesem Zweck einen elektromagnetischen berührungslosen Fühler 4 nach F i g. 2 verwenden, der vorzugsweise in den Ort eines zu erwartenden Schwingungsbauches eingestellt wird. Der Fühler besteht aus einem Dauermagneten, auf dessen Polschuhen Spulen 13 angebracht sind. Der magnetische Kreis des Dauermagneten wird über eine verstellbare Mitnehmerscheibe 2 an einer mit einer Aussparung 12 versehenen Stelle geschlossen. Diese Aussparung 12 ist so gelegen und bemessen, daß die Stirnfläche des einen Polschuhes 14 gegenüber der vollen Umfangsfläche 16 der verstellbaren Mitnehmerscheibe 2 steht, während die Mitte der Stirnfläche des anderen Polschuhes 15 einer Kante 17 der Aussparung 12 gegenübergestellt ist. Die Spulen 13 sind derart geschaltet, daß ihre Spannungen addiert werden. Während der Messung bewegt sich die Aussparung 12 der verstellbaren Mitnehmerscheibe 2 gegenüber dem elektromagnetischen Fühler 4, wodurch entsprechend auch das magnetische Feld verändert wird.An electromagnetic contactless sensor 4 can advantageously be used for this purpose F i g. 2, which is preferably set in the location of an expected antinode. The sensor consists of a permanent magnet, on the pole pieces of which coils 13 are attached. Of the magnetic circuit of the permanent magnet is via an adjustable drive plate 2 on one with a Recess 12 provided point closed. This recess 12 is located and dimensioned so that the End face of one pole piece 14 opposite the full circumferential surface 16 of the adjustable drive plate 2 stands, while the center of the end face of the other pole piece 15 is an edge 17 of the Recess 12 is opposed. The coils 13 are connected in such a way that their voltages add up will. During the measurement, the recess 12 moves in relation to the adjustable drive plate 2 the electromagnetic sensor 4, which also changes the magnetic field accordingly will.
Der Fühler kann jedoch auch auf andere Weise angeordnet werden, es kann z. B. statt einer Aussparung ein Vorsprung 18 vorgesehen sein, der sich auf die Polschuhe 14, 15 hin- und von ihnen wegbewegt usw. (F i g. 3).However, the sensor can also be arranged in other ways, e.g. B. instead of a recess a projection 18 may be provided which moves towards and away from the pole pieces 14, 15 etc. (Fig. 3).
Zum Ablesen der relativen Größe der gemessenen Schwingungsamplitude kann ein Röhrenvoltmeter 9 verwendet werden. Wird dieses Gerät in Verbindung mit einem Oszillographen benutzt, dann ist es möglich, bei der Messung von Eigenschwingungen die maximale Amplitude der Resonanzschwingungen mit verhältnismäßig großer Genauigkeit einzustellen.A tube voltmeter 9 be used. If this device is used in conjunction with an oscilloscope, it is possible to when measuring natural vibrations, the maximum amplitude of the resonance vibrations is proportionate great accuracy.
Zur Beseitigung eines fehlerhaften Spannungsverlaufs bei der Messung von Eigenschwingungen ist es ebenfalls vorteilhaft, einen Oszillographen 8 zu verwenden, weil Fühler aller Typen unter gewissen Umständen fehlerhafte Spannungsverläufe, die der tatsächlichen Schwingungsbewegung nicht entsprechen, angeben können. Das Sichtbarmachen des Verlaufs der gemessenen Spannungen mit Hilfe eines Oszillographen ermöglicht eine schnelle Kontrolle und beseitigt alle Fehlerquellen.To eliminate an incorrect voltage curve when measuring natural vibrations it is also advantageous to use an oscilloscope 8 because sensors of all types can, under certain circumstances, have erroneous voltage curves that the do not correspond to the actual oscillation movement. Making the course visible of the measured voltages with the help of an oscilloscope allows quick control and eliminated all sources of error.
Nach dem Ingangsetzen der Erregervorrichtung wird das vereinfachte, nach dem Baukastensystem gebaute Modell durch die Wirkung der elektromagnetischen Erregervorrichtung 3 in Schwingungen versetzt, die nahe an der Resonanzfrequenz liegen. Die drehbare Einstellscheibe des Tonfrequenzgenerators 7 wird annähernd in eine dem größten Schalleffekt entsprechende Lage eingestellt. Die im Generator 7 erzeugte Frequenz wird im Verstärker 6 verstärkt. Ihre Amplitude ist am Meßinstrument 10 ablesbar.After starting the excitation device, the simplified, according to the modular system built model by the action of the electromagnetic excitation device 3 in vibrations offset that are close to the resonance frequency. The rotating dial of the audio frequency generator 7 is set approximately in a position corresponding to the greatest sound effect. The one in the generator 7 generated frequency is amplified in amplifier 6. Its amplitude is on the measuring instrument 10 readable.
Nach der Wahl eines entsprechenden Meßbereichs des Röhrenvoltmeters 9 wird das Maximum der gemessenen Amplitude durch Veränderung der Erregerfrequenz genau ermittelt. Diese Frequenz stellt dann die Eigenfrequenz des schwingenden Systems dar.After selecting an appropriate measuring range of the tube voltmeter 9, the maximum is the measured amplitude precisely determined by changing the excitation frequency. This frequency then represents represents the natural frequency of the vibrating system.
Die Übereinstimmung beider Frequenzen wird mit Hilfe des Oszillographen 8 bestätigt, wobei auf das eine Ablenkplattenpaar die Erregerschwingung, auf das andere Ablenkplattenpaar die mit Hilfe des elektrodynamischen Fühlers 4 aufgenommene Frequenz des Modells gelegt wird.The agreement of the two frequencies is confirmed with the aid of the oscilloscope 8, with on the one pair of deflection plates the excitation vibration, on the other pair of deflection plates with the help of the Electrodynamic sensor 4 recorded frequency of the model is placed.
Die Übereinstimmung beider Frequenzen wird mit Hilfe der bekannten Lissajous-Figuren beurteilt. Durch eine weitere langsame Erhöhung der Frequenz des Tonfrequenzgenerators 7 kann in derselben Weise die Frequenz der Zwei-, Drei- und Mehrknotenpunktschwingungen ermittelt werden.The agreement between the two frequencies is assessed with the aid of the well-known Lissajous figures. By further slowly increasing the frequency of the audio frequency generator 7, in the same way the frequency of the two-, three- and multi-node oscillations can be determined.
Vor dem Ingangsetzen der Prüfvorrichtung werden alle verstellbaren Mitnehmerscheiben 2 mit einer Strichmarke versehen, die sich an allen Scheiben in der gleichen Höhe befindet. Proportionelle relative Ausschwenkungen bei der Resonanzfrequenz können dann mit Hilfe eines optischen Geräts 5 ermittelt werden. Das optische Gerät 5 ist parallel zur Achse des Modells verstellbar, und die Amplitude der Strichmarkenschwingungen bei Resonanzfrequenzen unter gleichbleibender Erregung wird auf der Skala des optischen Geräts abgelesen, und zwar für jede verstellbare Mitnehmerscheibe gesondert.Before starting the test device, all adjustable driver disks 2 with a Mark a line that is at the same height on all panes. Proportional relative Swings at the resonance frequency can then be determined with the aid of an optical device 5 will. The optical device 5 is adjustable parallel to the axis of the model, and the amplitude of the Line mark vibrations at resonance frequencies with constant excitation is on the scale of the optical device, separately for each adjustable drive plate.
Während dieser Messung wird mit Hilfe des Röhrenvoltmeters 9 überwacht, ob die Ausschwenkung für alle abgelesenen Werte und die vorgegebene Resonanzfrequenz konstant bleibt. Ein gleichzeitiges relatives Ablesen kann mit Hilfe der Spiegelreflexmethode unter Verwendung von Schlitzlampen erfolgen, wobei der schwingende Strahl unmittelbar auf Skalen projiziert wird, auf denen relative Ausschwenkungen abgelesen werden können. Ist jede verstellbare Mitnehmerscheibe mit einem eigenen Spiegel, Schlitzlampe und Skala versehen, dann können die relativen Ausschwenkungen statt eines subjektiven Ablesens auch photographiert werden.During this measurement, the tube voltmeter 9 is used to monitor whether the swiveling for all readings and the given resonance frequency remains constant. A simultaneous relative Reading can be done with the help of the reflex method using slit lamps, wherein the oscillating beam is projected directly onto scales on which relative swings can be read. Is each adjustable drive plate with its own mirror, slit lamp and scale, then the relative swings instead of a subjective reading can also be photographed.
Claims (4)
Österreichische Patentschrift Nr. 162 851;
Zeitschrift VDI, 102 (1960), S. 92.Considered publications:
Austrian Patent No. 162 851;
VDI magazine, 102 (1960), p. 92.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CS82459 | 1959-02-11 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1172861B true DE1172861B (en) | 1964-06-25 |
Family
ID=5341098
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEN17868A Pending DE1172861B (en) | 1959-02-11 | 1960-02-10 | Method and device for determining the natural frequencies and relative deflections of mechanical systems with the help of investigations on a model |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1172861B (en) |
FR (1) | FR1247877A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3008579A1 (en) * | 1980-03-06 | 1981-09-10 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Measuring torsional oscillator natural frequency or Q=factor - uses magnetising alternating field and sensing coil at ends |
DE3008586A1 (en) * | 1980-03-06 | 1981-09-10 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Torsional oscillator resonant frequency or Q=factor measurement - measures impedance of excitation coil or magnetic core |
DE3241624A1 (en) * | 1982-11-11 | 1984-05-24 | Deutsche Gesellschaft für Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen mbH, 3000 Hannover | MEASURING METHOD AND MEASURING DEVICE FOR DETERMINING THE SOLID LOAD IN A CENTRIFUGAL DRUM |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT162851B (en) * | 1946-09-17 | 1949-04-25 | Siemens Ag | Teaching device for demonstrating mechanical vibration processes of a more complicated kind |
-
1960
- 1960-02-10 DE DEN17868A patent/DE1172861B/en active Pending
- 1960-02-11 FR FR818404A patent/FR1247877A/en not_active Expired
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT162851B (en) * | 1946-09-17 | 1949-04-25 | Siemens Ag | Teaching device for demonstrating mechanical vibration processes of a more complicated kind |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3008579A1 (en) * | 1980-03-06 | 1981-09-10 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Measuring torsional oscillator natural frequency or Q=factor - uses magnetising alternating field and sensing coil at ends |
DE3008586A1 (en) * | 1980-03-06 | 1981-09-10 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Torsional oscillator resonant frequency or Q=factor measurement - measures impedance of excitation coil or magnetic core |
DE3241624A1 (en) * | 1982-11-11 | 1984-05-24 | Deutsche Gesellschaft für Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen mbH, 3000 Hannover | MEASURING METHOD AND MEASURING DEVICE FOR DETERMINING THE SOLID LOAD IN A CENTRIFUGAL DRUM |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR1247877A (en) | 1960-12-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE667716C (en) | Viscometer | |
DE2108488A1 (en) | Balancing machine | |
EP3296715A1 (en) | Method for generating data for a rotor blade for a wind turbine | |
DE1172861B (en) | Method and device for determining the natural frequencies and relative deflections of mechanical systems with the help of investigations on a model | |
DE876161C (en) | Device for the electrical determination of the position of an object | |
DE451035C (en) | Elastic coupling between an engine, especially a clockwork, and a member regulating its sequence | |
DE2628954C3 (en) | Method and device for simulating preferably mass and / or rigidity, but also damping, on elastomechanical vibration systems | |
DE520324C (en) | Device for the endurance test of crankshafts or the like for torsional vibrations | |
DE2439072A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR THE SELECTIVE MEASUREMENT OF VIBRATION COMPONENTS OF A VIBRATION SPECTRUM, IN PARTICULAR FOR IMBALANCE MEASUREMENTS, AND MEASURING VALUES FOR THIS | |
DE2144770A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING THE PHYSICAL PROPERTIES OF THE MATERIALS OF A VIBRATING SYSTEM | |
DE1117913B (en) | Resonance vibration device for carrying out fatigue tests on turbine blades and similar machine parts | |
DE1077441B (en) | Stylus for precision buttons or surface tester | |
DE828769C (en) | Pendulum mass as a drive for testing machines | |
DE710841C (en) | Dynamic material testing machine | |
DE171674C (en) | ||
DE857693C (en) | Method and device for supercritical balancing of rotating bodies that are spring-mounted on both sides | |
DE525777C (en) | Equipment for testing materials | |
DE699274C (en) | Device for determining the mechanical loss angle and the elasticity of materials | |
DE1011158B (en) | Process for the ongoing measurement and registration of physical quantities and device for carrying out the process | |
DE2000212C3 (en) | Method for measuring the susceptibility differences of gas mixtures | |
DE251498C (en) | ||
AT205259B (en) | Device for determining the excitation forces in a device for the electromagnetic generation of vibrations in a test object | |
DE564835C (en) | Vibration exciter and vibration meter, especially for examining the subsoil | |
DE912762C (en) | Method and device for balancing rotating bodies | |
DE621879C (en) | Procedure for adjusting the center of gravity |