RU167940U1 - Учебная установка для изучения колебаний диска - Google Patents

Учебная установка для изучения колебаний диска Download PDF

Info

Publication number
RU167940U1
RU167940U1 RU2016123255U RU2016123255U RU167940U1 RU 167940 U1 RU167940 U1 RU 167940U1 RU 2016123255 U RU2016123255 U RU 2016123255U RU 2016123255 U RU2016123255 U RU 2016123255U RU 167940 U1 RU167940 U1 RU 167940U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
disk
vibrations
frequency
sand
studying
Prior art date
Application number
RU2016123255U
Other languages
English (en)
Inventor
Михаил Николаевич Ларин
Алексей Сергеевич Мигачев
Юрий Гарьевич Беляев
Игорь Игоревич Корнеев
Константин Васильевич Баранов
Ренат Романович Андрюхин
Антон Сергеевич Животов
Original Assignee
МИНИСТЕРСТВО ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЁННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ Военная академия ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by МИНИСТЕРСТВО ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЁННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ Военная академия ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого filed Critical МИНИСТЕРСТВО ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЁННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ Военная академия ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого
Priority to RU2016123255U priority Critical patent/RU167940U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU167940U1 publication Critical patent/RU167940U1/ru

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09BEDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B23/00Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
    • G09B23/06Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for physics
    • G09B23/08Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for physics for statics or dynamics

Abstract

Полезная модель относится к средствам обучения и может быть использована в учебном процессе для демонстрации колебаний диска.Резонансные режимы и формы колебаний определяются визуально с помощью песочных фигур, для чего чистая поверхность диска 1 покрывается тонким слоем сухого песка 11 и плавно меняется частота вынужденных колебаний вибровозбудителя 4, изменением частоты звукового генератора 8.При наступлении резонанса активность перемещения песчинок 11 по поверхности диска 1 существенно увеличивается. Через некоторый промежуток времени они собираются у узловых линий, выявляя место их расположения. При этом зазор между вибратором 5 и диском 1 должен быть минимальным и регулируется при помощи рычага 7, но обеспечивать безударные колебания.Техническим результатом является возможность визуализации поведения турбины, диск которой имеет неравномерный по радиусу осесимметричный нагрев, и за счет этого в нем возникают температурные напряжения - сжимающие на периферии и растягивающие в средней части, изменяющие частоту собственных колебаний.

Description

Полезная модель относится к средствам обучения и может быть использована в учебном процессе для демонстрации колебаний диска.
Известна учебная установка для изучения колебаний конструкции, содержащая подпружиненный груз, установленный на основании, средство задачи колебаний при его перемещении и средство регистрации параметров колебаний (Афанасьев A.M., Марьин В.А. Лабораторный практикум по сопротивлению материалов. - М.: Наука, 1975, с. 112, рис. 71).
Наиболее близким по технической сущности решением является учебная установка для изучения колебаний конструкции, содержащая подпружиненный груз, установленный на основании, средство задачи колебаний при его перемещении и средство регистрации параметров колебаний, груз состоит из нескольких вертикально расположенных и связанных между собой посредством упругих связей секций, каждая из которых имеет телескопические направляющие с площадками, при этом средство задачи колебаний выполнено в виде установленного на основании и жестко связанного с нижней секцией груза вибровозбудителя, а средство регистрации параметров колебаний состоит из установленных на площадках каждой секции вибродатчиков и связанных с ними интегрирующих усилителей (Авторское свидетельство СССР №1196942, G09B 23/08, 1985).
Недостатком прототипа является ограниченность количества демонстрируемых режимов, в том числе, такого как, динамическое поведение турбины.
Задачей полезной модели является расширение наглядных возможностей при изучении особенностей динамического поведения турбины, обод диска которой имеет более высокую температуру, чем остальная часть.
Техническим результатом является возможность визуализации поведения турбины, диск которой имеет неравномерный по радиусу осесимметричный нагрев, и за счет этого в нем возникают температурные напряжения - сжимающие на периферии и растягивающие в средней части, изменяющие частоту собственных колебаний.
Сущность полезной модели заключается в том, что в учебной установке для изучения колебаний диска, содержащей груз, вибровозбудитель, средство регистрации параметров колебаний, груз выполнен в виде металлического диска с постоянными толщиной и радиусом, неподвижно закрепленного на штоке, с нижней стороны, около края которого с зазором, установлены кольцевой нагревательный элемент и вибровозбудитель, средство регистрации параметров колебаний представляет собой песочные фигуры, образованные из тонкого слоя сухого песка на лицевой поверхности диска.
Новизна заключается в том, что груз выполнен в виде металлического диска с постоянными толщиной и радиусом, неподвижно закрепленного на штоке, с нижней стороны, около края которого с зазором, установлены кольцевой нагревательный элемент и вибровозбудитель, средство регистрации параметров колебаний представляет собой песочные фигуры, образованные из тонкого слоя сухого песка на лицевой поверхности диска.
Анализ известных технических решений (аналогов) в исследуемой области и смежных областях позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками в заявленном устройстве.
На фиг. 1 изображен общий вид учебной установки; фиг. 2а - узловые линии в форме концентрических колец; фиг. 2б - узловые линии в форме прямых, проходящих через центр диска; фиг. 2в - с узловыми окружностями и узловыми диаметрами - комбинированные колебания.
Учебная установка для изучения колебаний диска содержит металлический диск 1, неподвижно закрепленный в центре на штоке 2. Он имеет постоянную толщину, радиус и схематизирует диск рабочего колеса турбины. С нижней стороны, около края диска 1 с зазором, установлены кольцевой нагревательный элемент 3 и вибровозбудитель 4, выполненный в виде электромагнитного вибратора 5 в корпусе 6. Зазор между торцом вибратора 5 и плоскостью диска 1 регулируется при помощи рычага 7.
Электромагнитный вибратор 5 работает от переменного тока звуковой частоты, поступающего со звукового генератора 8 и усиленного усилителем мощности 9. Для устранения эффекта удвоения частоты возбуждающей силы электромагнита 5 по отношению к сигналу звукового генератора 8 в цепь включен диод 10. На лицевую поверхность диска 1 насыпан тонкий слой сухих песчинок 11.
Демонстрация колебаний диска на учебной установке производится следующим образом.
Во время работы на диск турбины действует сложный комплекс нагрузок, имеющих как постоянный, так и динамический характер воздействия. Причем даже постоянные во времени локальные нагрузки вызывают колебания вращающего диска. При совпадении частоты вынуждающей силы и частоты собственных колебаний диска возникает резонансный режим работы, способный привести к его разрушению. В зависимости от значения частоты могут возникать изгибные, крутильные и радиальные колебания. Наиболее низкое значение частот имеют изгибные колебания, характеризующиеся формой и количеством узловых линий, которые могут принимать вид точки, окружности и прямых, проходящих через центр диска различают колебания:
- с узловыми окружностями, при которых узловые линии имеют форму концентрических колец (фиг. 2а);
- с узловыми диаметрами, при которых узловые линии имеют вид прямых, проходящих через центр диска (фиг. 2б);
- с узловыми окружностями и узловыми диаметрами - комбинированные колебания (фиг. 2в).
Через n и q обозначено число узловых диаметров и число узловых окружностей соответственно.
Резонансные режимы и формы колебаний определяются визуально с помощью песочных фигур, для чего чистая поверхность диска 1 покрывается тонким слоем сухого песка 11 и плавно меняется частота вынужденных колебаний вибровозбудителя 4, изменением частоты звукового генератора 8.
При наступлении резонанса активность перемещения песчинок 11 по поверхности диска 1 существенно увеличивается. Через некоторый промежуток времени они собираются у узловых линий, выявляя место их расположения. При этом зазор между вибратором 5 и диском 1 должен быть минимальным и регулируется при помощи рычага 7, но обеспечивать безударные колебания.
При работе турбины обод диска имеет более высокую температуру, чем остальная часть, особенно в начальный период. Включают кольцевой нагревательный элемент 3. При таком неравномерном по радиусу осесимметричном нагреве в нем возникают температурные напряжения - сжимающие на периферии и растягивающие в средней части. Вследствие этого существенно меняется частота собственных колебаний. Эксперименты и расчеты показывают, что при таком неравномерном нагреве частота колебаний без узловых диаметров увеличивается, а с двумя и более узловыми диаметрами - уменьшается.
Предлагаемая учебная установка позволяет доходчиво и наглядно показать особенности динамического поведения металлического диска и турбины, диск которой имеет неравномерный по радиусу осесимметричный нагрев, и за счет этого в нем возникают температурные напряжения - сжимающие на периферии и растягивающие в средней части, изменяющие частоту собственных колебаний, а также сравнить их величины.

Claims (1)

  1. Учебная установка для изучения колебаний диска, содержащая груз, вибровозбудитель, средство регистрации параметров колебаний, отличающаяся тем, что груз выполнен в виде металлического диска с постоянными толщиной и радиусом, неподвижно закрепленного на штоке, с нижней стороны, около края которого с зазором установлены кольцевой нагревательный элемент и вибровозбудитель, средство регистрации параметров колебаний представляет собой песочные фигуры, образованные из тонкого слоя сухого песка на лицевой поверхности диска.
RU2016123255U 2016-06-10 2016-06-10 Учебная установка для изучения колебаний диска RU167940U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016123255U RU167940U1 (ru) 2016-06-10 2016-06-10 Учебная установка для изучения колебаний диска

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016123255U RU167940U1 (ru) 2016-06-10 2016-06-10 Учебная установка для изучения колебаний диска

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU167940U1 true RU167940U1 (ru) 2017-01-12

Family

ID=58451466

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016123255U RU167940U1 (ru) 2016-06-10 2016-06-10 Учебная установка для изучения колебаний диска

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU167940U1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2690725C1 (ru) * 2018-06-07 2019-06-05 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) Центробежный дебалансный вибровозбудитель с регулируемым статическим моментом массы дебаланса

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1196942A1 (ru) * 1984-04-18 1985-12-07 Серпуховское высшее военное командно-инженерное училище ракетных войск им.Ленинского комсомола Учебна установка дл изучени колебаний конструкций
RU2340882C1 (ru) * 2007-06-18 2008-12-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" Стенд для вибрационной диагностики роторных систем
RU132913U1 (ru) * 2013-04-24 2013-09-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) Устройство для демонстрации и исследования вынужденных колебаний механической системы
CN104318826A (zh) * 2014-10-27 2015-01-28 沈阳师范大学 振动电机为波源的弦振动周期实验仪

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1196942A1 (ru) * 1984-04-18 1985-12-07 Серпуховское высшее военное командно-инженерное училище ракетных войск им.Ленинского комсомола Учебна установка дл изучени колебаний конструкций
RU2340882C1 (ru) * 2007-06-18 2008-12-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" Стенд для вибрационной диагностики роторных систем
RU132913U1 (ru) * 2013-04-24 2013-09-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) Устройство для демонстрации и исследования вынужденных колебаний механической системы
CN104318826A (zh) * 2014-10-27 2015-01-28 沈阳师范大学 振动电机为波源的弦振动周期实验仪

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2690725C1 (ru) * 2018-06-07 2019-06-05 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) Центробежный дебалансный вибровозбудитель с регулируемым статическим моментом массы дебаланса

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU167940U1 (ru) Учебная установка для изучения колебаний диска
RU185091U1 (ru) Учебная установка для изучения радиальных колебаний цилиндрической оболочки
US5476009A (en) Method and apparatus for determining material fatigue by measuring damping factors
WO2006069005A3 (en) Vibroacoustic system for vibration testing
CN104122331A (zh) 一种基于压电圆盘接触振动的无损检测系统及其检测方法
Modano et al. On the forced vibration test by vibrodyne
Solodov et al. Highly-sensitive and frequency-selective imaging of defects via local defect resonance
Milahin et al. Influence of the normal force on the sliding friction under ultrasonic oscillations
SE527074C2 (sv) Icke-förstörande materialprovning
RU189575U1 (ru) Учебная установка для изучения радиальных колебаний цилиндрической оболочки
Ruffini et al. Impulse excitation of piezoelectric patch actuators for modal analysis
Matthews et al. A detailed experimental modal analysis of a clamped circular plate
CN203981636U (zh) 一种基于压电圆盘接触振动的无损检测系统
RU200068U1 (ru) Учебная установка для изучения радиальных колебаний цилиндрической оболочки
CN106530910B (zh) 基于共振原理的疲劳损伤识别演示实验仪
CN104483119A (zh) 一种用于获得发动机转子叶片振动应力的方法
RU165659U1 (ru) Акустический блок
Deutsch et al. Nondegenerate normal-mode doublets in vibrating flat circular plates
Glean et al. Graduate and undergraduate laboratory courses in acoustics and vibration
Hwang et al. Design and development research of a parametric array transducer for high directional underwater communication
Nikhamkin et al. The basic mechanisms of turbine dummy-blades assembly and dry-friction dampers interaction experimental investigation
Ran et al. Shape oscillation of a levitated drop in an acoustic field
Bhowmik Nonlinear Response of Pile Foundation Under Vertical and Coupled Vibration: An Experimental and Numerical Investigation
Nahm A Miniature Viscosity Measurement System with Flexible Membrane Capacitive Sensors
UA130402U (uk) Спосіб вимірювання напружено-деформованого стану матеріалу

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20170611