RU184676U1 - Устройство для определения коэффициента демпфирования сыпучих материалов и жидкостей - Google Patents

Устройство для определения коэффициента демпфирования сыпучих материалов и жидкостей Download PDF

Info

Publication number
RU184676U1
RU184676U1 RU2018125340U RU2018125340U RU184676U1 RU 184676 U1 RU184676 U1 RU 184676U1 RU 2018125340 U RU2018125340 U RU 2018125340U RU 2018125340 U RU2018125340 U RU 2018125340U RU 184676 U1 RU184676 U1 RU 184676U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
damping coefficient
vessel
test material
plates
oscillation
Prior art date
Application number
RU2018125340U
Other languages
English (en)
Inventor
Валерий Игоревич Сутырин
Эльвира Рафаэльевна Кужахметова
Иван Александрович Шинкаренко
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта" (БФУ им. И. Канта)
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 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта" (БФУ им. И. Канта) filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта" (БФУ им. И. Канта)
Priority to RU2018125340U priority Critical patent/RU184676U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU184676U1 publication Critical patent/RU184676U1/ru

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N19/00Investigating materials by mechanical methods
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M7/00Vibration-testing of structures; Shock-testing of structures
    • G01M7/02Vibration-testing by means of a shake table
    • G01M7/025Measuring arrangements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к области строительства и судостроения, а именно к лабораторным установкам, позволяющим определить коэффициент демпфирования сыпучих и жидких материалов. Устройство для определения коэффициента демпфирования сыпучих материалов и жидкостей содержит двухкаскадную систему опирания вибрирующего объекта на основание через амортизаторы. Вибрирующим объектом является герметичная емкость, заполненная испытуемым материалом; на поверхности емкости установлен гармонический вибратор для возбуждения гармонических колебаний емкости с испытуемым материалом; с боковых сторон емкости симметрично установлены металлические пластины с перемещающимися по ним грузами, задающими резонансные частоты колебаний конструкции; для смены направления резонансного низкочастотного колебания испытуемого материала с горизонтального на вертикальное и наоборот, крепление пластин к боковым стенкам емкости поворотное и обеспечивает поворот пластин на 90 градусов; на поверхности емкости установлен датчик колебаний для определения ускорения и амплитуды колебаний. Техническим результатом является возможность определение коэффициента демпфирования сыпучих материалов и жидкостей, находящихся в замкнутом объеме, при одноостном колебании, а также зависимость коэффициента демпфирования от частоты колебаний. 6 ил.

Description

Полезная модель относится к области строительства и судостроения, а именно к лабораторным установкам, позволяющим определить коэффициент демпфирования сыпучих и жидких материалов. Характеристики демпфирования важны для практики проектирования оснований и фундаментов зданий и сооружений (например, свай, находящихся в грунтовом основании), а также сыпучих грузов и жидкостей, находящихся в замкнутом объеме (трюмах, отсеках, танках судов различного назначения).
Известна конструкция забивной сваи, погружаемой в грунт путем забивки и используемой для моделирования условий и определения характеристик демпфирования при колебаниях в грунтовом массиве (см. «Экспериментальная установка (стенд) для изучения многофакторной зависимости коэффициента демпфирования сваи при взаимодействии с грунтом» патент ПФ на изобретение №2646540).
В указанном техническом решении коэффициент демпфирования сваи грунтом определяется в условиях втягивания модельной сваи в вынужденную вибрацию через вибрирующий грунт. В результате инструментальной фиксации характеристик вибрации появляется возможность определения зависимости коэффициента демпфирования р сваи от ряда характеристик грунта и воздействия внешней среды.
Ее недостаток - определение демпфирующих характеристик грунта в условиях сложного напряженного состояния, что затрудняет их перерасчет на реальные натурные условия.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является устройство амортизации, содержащее двухкаскадную систему опирания вибрирующего объекта на основание через амортизаторы, между которыми помещена герметичная емкость с жидкостью, демпфирующая колебания системы (см. патент РФ №2547946 «Способ двухкаскадной амортизации опорных конструкций машин»)
Недостаток прототипа заключается в том, что это изобретение создано для снижения уровней вибрации объектов, а не для создания резонансных режимов вибрации исследуемых объектов и описанная конструкция не позволяет определить коэффициент демпфирования сыпучих материалов и жидкостей.
Технической задачей заявляемой полезной модели является создание вибрационного устройства на вертикальные и горизонтальные колебательные воздействия, обеспечивающего резонансные режимы колебаний, с помощью которого возможно определение коэффициента демпфирования сыпучих материалов и жидкостей при одноостных (вертикальных и горизонтальных) колебаниях на заданных резонансных частотах и построение зависимости коэффициента демпфирования материала от частоты колебаний.
Поставленная задача решается тем, что в для определения коэффициента демпфирования сыпучих материалов и жидкостей, содержащем двухкаскадную систему опирания вибрирующего объекта на основание через амортизаторы, между которыми помещена, как вибрирующий объект, герметичная емкость с испытуемой жидкостью или сыпучим материалом, дополнительно с боковых сторон емкости симметрично установлены металлические пластины (ребра - резонаторы) с перемещающимися по ним грузами, задающими частоты собственных колебаний (резонансные частоты конструкции). К боковым стенкам рамы емкости (например, при помощи болтов) обеспечивается поворотное крепление металлических пластин - ребер. Поворот пластин на 90 градусов обеспечивает смену направления преимущественного резонансного низкочастотного колебания испытуемого материала с горизонтального на вертикальное и наоборот. На поверхности емкости установлен датчик колебаний для определения ускорения и амплитуды колебаний.
Герметичная емкость, например, металлический ящик с герметизирующей крышкой, снизу опирается на амортизаторы нижнего каскада амортизации, задающего одну из собственных частот колебаний. Крышка служит опорой для верхнего ряда амортизаторов, жесткость которых определяет вторую резонансную частоту конструкции. Либо амортизаторы верхнего ряда устанавливаем в горизонтальном положении и крепим к стенкам металлического ящика. Анализ колебаний конструкции на двух частотах позволяет определить коэффициенты аир матрицы демпфирования классической модели вязкого трения Релея, которая используется в практике проектирования сложных конструкций и сооружений.
Металлические пластины (ребра) с перемещающимися по ним грузами задают любые другие резонансные частоты в выбранном диапазоне частот, что позволяет уточнить коэффициенты α и β в зависимости от частоты вынужденных колебаний.
Местоположение вибратора зависит от его вида. В случае, когда для возбуждения вынужденной вибрации используется одноостный (линейный) вибратор, место его закрепления может находиться центрально на верхней крышке ящика (случай вертикальных колебаний), либо центрально на боковой поверхности ящика (случай горизонтальных колебаний). При использовании в качестве вибратора электродвигателя с закрепленным на его валу эксцентриком, место крепления электродвигателя может находиться на верхней крышке. При этом ось вала ориентируется по оси установки ребер пластин.
Конструкция поясняется чертежом:
А) случай вертикальных колебаний: фиг. 1а - общий вид, фиг. 2а - вид сбоку,
фиг. 3а - вид сверху боковые ребра в горизонтальном положении;
Б) случай горизонтальных колебаний: фиг. 1б - общий вид, фиг. 2б - вид сбоку,
фиг. 3б - вид сверху боковые ребра в вертикальном положении.
Конструкция имеет двухкаскадную систему опирания вибратора на основание через амортизаторы. Промежуточная опорная рама системы амортизации выполнена в форме ящика 1, изготовленного, например, из металлических швеллеров 2 с приваренной к ним снизу (днище) металлической пластиной 3. В ящик засыпается сыпучий материал либо заливается жидкость.
Сверху на ящик 1 устанавливается крышка 4 в виде металлической пластины соединяемой болтами 5, 6 с верхними полками швеллера 2. К стенкам металлического ящика 2 с двух сторон крепятся на болтах 7, 8 боковые ребра - пластины 9 с перемещающимися по ним грузами 10. Грузы 10 жестко фиксируются на пластинах 9, например, при помощи болтов 11, 12. Ящик опирается на жесткое основание 13 через нижний ряд амортизаторов 14, установленных по его углам.
Для вертикальных колебаний на крышку 4 металлического ящика 1 устанавливается и закрепляется верхний ряд амортизаторов 15. Вибратор 16, устанавливается на платформе 17 и передает колебательные воздействия на всю конструкцию.
Для горизонтальных колебаний верхний ряд амортизаторов 15 и вибратор 16 устанавливается и закрепляется на боковой поверхности ящика 1 и передает горизонтальные воздействия на всю конструкцию.
Характеристика колебательного процесса фиксируется датчиком ускорения (амплитуды) 18.
Устройство работает следующим образом.
Металлический ящик 1 с боковыми ребрами 9 и грузами 10 устанавливается на жестком основании 13 через нижний ряд амортизаторов 14, затем в него помещают жидкость или сыпучий материал, закрывается крышка 4, которая соединяется болтами 5, 6 с полкой швеллера 2 ящика 1. Затем на крышку 4 металлического ящика 1 устанавливается и закрепляется верхний ряд амортизаторов 15, платформа 17 и вибратор 16.
При плавном изменении частоты колебаний вибратора инструментально фиксируется амплитудно - частотная характеристика ящика 1 с анализируемым веществом. На одной из резонансных частот, задаваемых жесткостями амортизаторов 14 и 15, либо положением грузов 10 на ребрах 6, возникает резонансный режим. По характеру резонансного режима определяются коэффициент демпфирования. Переходя от одного резонансного режима к другому, выстраивается зависимость коэффициента от частоты.
Конструкция выполняется в следующей последовательности. Стенки металлического ящика выполнены из швеллера и соединены между собой сваркой. Днище ящика - это металлическая пластина, приваренная к нижним полкам швеллеров. Ящик закрывается крышкой - пластиной, которая крепится болтами к верхним полкам швеллеров. Сверху, по углам крышки - пластины, устанавливается верхний ряд амортизаторов. На них помещается платформа и устанавливается вибратор. Либо к боковым стенкам ящика горизонтально устанавливаются и закрепляются амортизаторы верхнего ряда и вибратор. Металлический ящик устанавливается на амортизаторы нижнего ряда, расположенные по углам ящика. Амортизаторы нижнего ряда закреплены на жестком основании.
Предложенная конструкция вибрационного устройства позволяет определить коэффициент демпфирования сыпучих материалов и жидкостей, находящихся в замкнутом объеме, при одноостном колебании, а также зависимость указанного коэффициента от частоты колебаний.

Claims (1)

  1. Устройство для определения коэффициента демпфирования сыпучих материалов и жидкостей, содержащее двухкаскадную систему опирания вибрирующего объекта на основание через амортизаторы, отличающееся тем, что вибрирующим объектом является герметичная емкость, заполненная испытуемым материалом; на поверхности емкости установлен гармонический вибратор для возбуждения гармонических колебаний емкости с испытуемым материалом; с боковых сторон емкости симметрично установлены металлические пластины с перемещающимися по ним грузами, задающими резонансные частоты колебаний конструкции; для смены направления резонансного низкочастотного колебания испытуемого материала с горизонтального на вертикальное и наоборот, крепление пластин к боковым стенкам емкости поворотное и обеспечивает поворот пластин на 90 градусов; на поверхности емкости установлен датчик колебаний для определения ускорения и амплитуды колебаний.
RU2018125340U 2018-07-10 2018-07-10 Устройство для определения коэффициента демпфирования сыпучих материалов и жидкостей RU184676U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018125340U RU184676U1 (ru) 2018-07-10 2018-07-10 Устройство для определения коэффициента демпфирования сыпучих материалов и жидкостей

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018125340U RU184676U1 (ru) 2018-07-10 2018-07-10 Устройство для определения коэффициента демпфирования сыпучих материалов и жидкостей

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU184676U1 true RU184676U1 (ru) 2018-11-02

Family

ID=64103719

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018125340U RU184676U1 (ru) 2018-07-10 2018-07-10 Устройство для определения коэффициента демпфирования сыпучих материалов и жидкостей

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU184676U1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110879141A (zh) * 2019-12-07 2020-03-13 佛山市鼎科科技发展有限公司 一种可变阻尼器的阻尼系数试验方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4166377A (en) * 1976-04-27 1979-09-04 Magyar Vagon- Es Gepgyar Apparatus for measuring the damping coefficient of torsional-vibration dampers
CN202814855U (zh) * 2012-09-27 2013-03-20 贵阳联洪合成材料厂 阻尼系数测定装置
RU2547946C2 (ru) * 2013-08-02 2015-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калининградский государственный технический университет" Способ двухкаскадной амортизации опорных конструкций машин
CN105510220A (zh) * 2016-01-28 2016-04-20 西南交通大学 一种隧道工程中衬砌结构及围岩的动力响应测试系统
RU2646540C1 (ru) * 2017-05-05 2018-03-05 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта" (БФУ им. И. Канта) Экспериментальная установка (стенд) для изучения многофакторной зависимости коэффициента демпфирования сваи при взаимодействии с грунтом

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4166377A (en) * 1976-04-27 1979-09-04 Magyar Vagon- Es Gepgyar Apparatus for measuring the damping coefficient of torsional-vibration dampers
CN202814855U (zh) * 2012-09-27 2013-03-20 贵阳联洪合成材料厂 阻尼系数测定装置
RU2547946C2 (ru) * 2013-08-02 2015-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калининградский государственный технический университет" Способ двухкаскадной амортизации опорных конструкций машин
CN105510220A (zh) * 2016-01-28 2016-04-20 西南交通大学 一种隧道工程中衬砌结构及围岩的动力响应测试系统
RU2646540C1 (ru) * 2017-05-05 2018-03-05 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта" (БФУ им. И. Канта) Экспериментальная установка (стенд) для изучения многофакторной зависимости коэффициента демпфирования сваи при взаимодействии с грунтом

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110879141A (zh) * 2019-12-07 2020-03-13 佛山市鼎科科技发展有限公司 一种可变阻尼器的阻尼系数试验方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN87103224A (zh) 抑制结构振动的装置
US3257040A (en) Counterbalanced vibratory hoppers
RU184676U1 (ru) Устройство для определения коэффициента демпфирования сыпучих материалов и жидкостей
Pal Sloshing of liquid in partially filled container-an experimental study
Chiba Nonlinear hydroelastic vibration of a cylindrical tank with an elastic bottom, containing liquid. Part I: Experiment
Tejchman Technical concept to prevent the silo honking
Younes et al. Experimental investigation for liquid sloshing in baffled rectangular tanks
Sutyrin et al. Experimental determination of soil damping coefficients
RU2489696C1 (ru) Способ определения собственных частот и обобщенных масс колеблющихся конструкций
US5337991A (en) Low resonant frequency vibration isolation system
RU2699311C1 (ru) Способ определения демпфирующих характеристик жидкостей и сыпучих материалов
JPH0555741B2 (ru)
CN210525404U (zh) 一种水泥混凝土振实装置
Iskakov Resonant oscillations of a vertical hard gyroscopic rotor with linear and nonlinear damping
Larkin Earthquake response of liquid storage tanks on layered sites
RU2779817C2 (ru) Устройство для гашения механических колебаний
RU2775356C1 (ru) Грунтовый динамический шариковый вискозиметр
RU128327U1 (ru) Устройство для определения присоединенных масс
Pellicano et al. Experiments on Dynamic Non-Newtonian Fluid Interaction With Shells
RU2797928C1 (ru) Стенд для имитации низкочастотных вертикальных колебаний льда
SU1700173A1 (ru) Динамический гаситель колебаний сооружений
Manos Study of the vibratory characteristics of unanchored cylindrical liquid storage tanks models
RU190244U1 (ru) Установка для исследования динамических характеристик звукоизоляционных материалов
RU2111471C1 (ru) Способ испытания углов сейсмостойких зданий и устройство для его реализации
JPS63181868A (ja) 構造物の振動抑制装置