RU2531844C1 - Способ определения логарифмических декрементов колебаний по ширине симметричной расстройки резонанса - Google Patents
Способ определения логарифмических декрементов колебаний по ширине симметричной расстройки резонанса Download PDFInfo
- Publication number
- RU2531844C1 RU2531844C1 RU2013127435/28A RU2013127435A RU2531844C1 RU 2531844 C1 RU2531844 C1 RU 2531844C1 RU 2013127435/28 A RU2013127435/28 A RU 2013127435/28A RU 2013127435 A RU2013127435 A RU 2013127435A RU 2531844 C1 RU2531844 C1 RU 2531844C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frequency
- oscillations
- accelerations
- resonance
- displacements
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Изобретение относится к исследованию характеристик рассеивания энергии при колебаниях и может быть использовано при исследованиях технических свойств материалов, динамических характеристик конструкций и их устойчивости при переменных нагрузках. В ходе реализации способа возбуждают вынужденные колебания испытуемого объекта, измеряют и регистрируют резонансную частоту fr и амплитуду qr=q(fr) одного из кинематических параметров колебаний испытуемого объекта на резонансных частотах. Затем путем изменения частоты вынуждающей силы производят расстройку резонанса по частоте на величину Δf и регистрируют амплитуду q1=q(fr-Δf) выбранного кинематического параметра на частоте f1=fr-Δf. Далее возбуждают вынужденные колебания испытуемого объекта на второй частоте f2=fr+Δf, регистрируют амплитуду q2=q(fr+Δf) и вычисляют логарифмический декремент колебаний δ(Δf). Технический результат заключается в упрощении проведения процесса исследований. 1 табл.
Description
Изобретение относится к исследованию характеристик рассеивания энергии при колебаниях, а именно к способам определения логарифмического декремента колебаний по параметрам резонансных кривых (амплитудных частотных характеристик перемещений, скоростей, ускорений или составляющим их комплексного отклика) и может быть использовано при исследованиях технических свойств материалов, динамических характеристик конструкций и их устойчивости при переменных нагрузках.
С резонансным методом обычно (Г.М. Мякишев, Б.И. Рабинович «Динамика тонкостенных конструкций с отсеками, содержащими жидкость», М., «Машиностроение», 1971 г., разделы 10.2, 10.3, с.319…329) связывают определение логарифмических декрементов колебаний δ по ширине резонансных пиков, определяемого как разность Δf=f2-f1 частот f2>f1, соответствующих вынужденным колебаниям конструкции с энергией, составляющей 50% от энергии колебаний при резонансе. По ширине резонансного пика Δf и резонансным частотам fr логарифмические декременты колебаний определяют по формуле
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ, принятый за протопит, патент RU 2086943, С1, МПК G01M 7/02, 1997 г., по которому гармонической силой постоянной амплитуды возбуждают колебания исследуемого объекта, регистрируют резонансные частоты fr и амплитуды перемещений a r=a(fr) при резонансных частотах, затем путем изменения частоты f вынуждающей силы снижают амплитуду перемещений до выбранной величины a(f1), фиксируют ее и соответствующую ей частоту колебаний f1 и по формуле:
Изложенный способ позволяет определять односторонние декременты либо в до резонансной, либо в после резонансной области. Для одностепенных линейных систем полученные таким способом величины совпадают, однако, наличие в конструкции достаточно близких между собой собственных частот и нелинейностей «раздувает» резонансные кривые по-разному в ту и другую стороны от исследуемого резонанса и приводит к разным значениям логарифмических декрементов. Ограниченностью принятого в качестве прототипа способа является и невозможность использования для определения логарифмических декрементов колебаний резонансных кривых, основанных на разложении сигналов откликов на синфазную (действительную) и квадратурную (мнимую) составляющие, наиболее широко применяемом в современных системах частотных испытаний. Способ также ограничен в выборе датчиков первичной информации: для его реализации необходимо измерять амплитуду перемещений.
Предлагаемое изобретение направлено на создание способа определения логарифмических декрементов колебаний, свободного от упомянутых ограничений. Это достигается благодаря тому, что в способе определения логарифмических декрементов колебаний по ширине симметричной растройки резонанса гармонической силой (моментом или ускорением платформы вибростенда) постоянной амплитуды и пошагово изменяемой частотой f возбуждают вынужденные колебания испытуемого объекта, измеряют и регистрируют резонансную частоту fr и амплитуду qr=q(fr) одного из кинематических параметров колебаний испытуемого объекта [амплитуды колебаний перемещений (q=a), скоростей (q=ν) или ускорений (q=n), или квадратурные составляющие частотных характеристик перемещений (q=Ia), ускорений (q=In), или синфазные составляющие частотных характеристик скоростей (q=Rν)] на резонансных частотах, затем путем изменения частоты вынуждающей силы производят растройку резонанса по частоте на величину Δf и регистрируют амплитуду q1=q(fr-Δf) выбранного кинематического параметра на частоте f1=fr-Δf, возбуждают вынужденные колебания испытуемого объекта на второй частоте f2=fr+Δf, регистрируют амплитуду q2=q(fr+Δf) и вычисляют логарифмический декремент колебаний δ(Δf) по формулам:
Δf=|f1-fr|,
- если при испытаниях получают амплитудные частотные характеристики перемещений, скоростей или ускорений;
и
- если при испытаниях получают квадратурные составляющие комплексных откликов перемещений или ускорений и синфазные составляющие скоростей.
Отличительными признаками изобретения являются те, что:
- измеряемым кинематическим параметром могут быть перемещения, скорости, ускорения, квадратурные составляющие частотных характеристик перемещений и ускорений, синфазные составляющие частотных характеристик скоростей,
- растройку резонанса по частоте производят на величину Δf последовательно до частот f1=fr-Δf и f2=fr+Δf и расчет логарифмических декрементов колебаний δ(Δf) осуществляют по формулам:
Δf=|f1-fr|,
- если при испытаниях получают амплитудные частотные характеристики перемещений, скоростей или ускорений;
и
- если при испытаниях получают квадратурные составляющие комплексных откликов перемещений или ускорений и синфазные составляющие скоростей.
В результате поиска по источникам патентной и научно-технической информации решений, содержащих такой признак, не обнаружено. Следовательно, можно сделать заключение о том, что предложенное решение неизвестно из уровня техники и соответствует критерию охраноспособности - «новое».
Способ может быть осуществлен на конструкциях, элементах конструкций, образцах материалов при изгибных, крутильных или продольных колебаниях, возбуждаемых силовым или кинематическим способом, и может найти применение в машиностроении, ветроэнергетике, строительстве и т.д., где требуется определить динамические характеристики (частоты, формы и логарифмические декременты колебаний) механических конструкций, при исследовании механических свойств материалов, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «промышленная применимость».
Способ реализован в лабораторных условиях. В качестве испытуемого образца использовался корпус летательного аппарата. В качестве кинематического параметра q(f) была принята квадратурная составляющая In(f) комплексной передаточной функции одного из акселерометров типа АС 565/1, установленных на корпусе. Возбуждение осуществлялось специальным электродинамическим вибратором 20JE20/C. Управление возбуждением, измерения и выделение синфазной и квадратурной составляющих частотных характеристик осуществлялось управляющей измерительно-вычислительной системой PRIN85, входящей в состав комплекса частотных испытаний PRODERA. Результаты эксперимента и расчета приведены в таблице.
Claims (1)
- Способ определения логарифмических декрементов колебаний по ширине симметричной расстройки резонанса, включающий возбуждение вынужденных колебаний испытуемого объекта гармоническими силами (моментами или ускорением платформы вибростенда) постоянной амплитуды и пошагово изменяемой частотой f, измерение и регистрацию резонансных частот fr и амплитуд qr=q(fr) одного из кинематических параметров колебаний испытуемого объекта: перемещений (q=a), скоростей (q=ν) или ускорений (q=n), или квадратурных составляющих частотных характеристик перемещений (q=Ia), ускорений (q=In), или синфазных составляющих частотных характеристик скоростей (q=Rν) на резонансных частотах, расстройку резонанса путем изменения частоты вынуждающей силы до частот f1 и f2, регистрацию амплитуд q1 и q2 выбранного кинематического параметра на этих частотах, отличающийся тем, что:
- измеряемым кинематическим параметром могут быть перемещения, скорости, ускорения, квадратурные составляющие частотных характеристик перемещений и ускорений, синфазные составляющие частотных характеристик скоростей,
- расстройку резонанса по частоте производят на величину Δf последовательно до частот f1=fr-Δf, и f2=fr+Δf и расчет логарифмических декрементов колебаний δ(Δf) осуществляют по формулам:
Δf=|f1-fr|,
,
- если при испытаниях получают амплитудные частотные характеристики перемещений, скоростей или ускорений;
и ,
- если при испытаниях получают квадратурные составляющие комплексных откликов перемещений или ускорений и синфазные составляющие скоростей.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013127435/28A RU2531844C1 (ru) | 2013-06-18 | 2013-06-18 | Способ определения логарифмических декрементов колебаний по ширине симметричной расстройки резонанса |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013127435/28A RU2531844C1 (ru) | 2013-06-18 | 2013-06-18 | Способ определения логарифмических декрементов колебаний по ширине симметричной расстройки резонанса |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2531844C1 true RU2531844C1 (ru) | 2014-10-27 |
Family
ID=53382124
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013127435/28A RU2531844C1 (ru) | 2013-06-18 | 2013-06-18 | Способ определения логарифмических декрементов колебаний по ширине симметричной расстройки резонанса |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2531844C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2715222C1 (ru) * | 2019-02-07 | 2020-02-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный технологический университет" | Способ определения упруго-диссипативных характеристик древесины |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2086943C1 (ru) * | 1993-01-21 | 1997-08-10 | Волгоградский государственный технический университет | Способ определения логарифмического декремента колебаний |
RU2364844C1 (ru) * | 2008-03-04 | 2009-08-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации (Академия ФСО России) | Способ определения резонансной частоты и декремента затухания колебаний |
RU2386948C2 (ru) * | 2008-04-07 | 2010-04-20 | Государственное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный технический университет-УПИ" | Способ определения декремента затухания при бесконтактном измерении вязкости высокотемпературных металлических расплавов |
-
2013
- 2013-06-18 RU RU2013127435/28A patent/RU2531844C1/ru active IP Right Revival
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2086943C1 (ru) * | 1993-01-21 | 1997-08-10 | Волгоградский государственный технический университет | Способ определения логарифмического декремента колебаний |
RU2364844C1 (ru) * | 2008-03-04 | 2009-08-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации (Академия ФСО России) | Способ определения резонансной частоты и декремента затухания колебаний |
RU2386948C2 (ru) * | 2008-04-07 | 2010-04-20 | Государственное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный технический университет-УПИ" | Способ определения декремента затухания при бесконтактном измерении вязкости высокотемпературных металлических расплавов |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2715222C1 (ru) * | 2019-02-07 | 2020-02-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный технологический университет" | Способ определения упруго-диссипативных характеристик древесины |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2596239C1 (ru) | Способ виброакустических испытаний образцов и моделей | |
Kreider et al. | Experimental investigation of single-mode responses in a fixed-fixed buckled beam | |
US20100011882A1 (en) | Method for operating a vibratory measuring instrument, and corresponding instrument | |
Ferreira et al. | Determination of the small-strain stiffness of hard soils by means of bender elements and accelerometers | |
Vanwalleghem et al. | External damping losses in measuring the vibration damping properties in lightly damped specimens using transient time-domain methods | |
RU2489696C1 (ru) | Способ определения собственных частот и обобщенных масс колеблющихся конструкций | |
RU2531844C1 (ru) | Способ определения логарифмических декрементов колебаний по ширине симметричной расстройки резонанса | |
Barboni et al. | A method to precise determine the Young’s modulus from dynamic measurements | |
Körük | Quantification and minimization of sensor effects on modal parameters of lightweight structures | |
CN107389794B (zh) | 测量岩石衰减系数的方法与系统 | |
RU2531843C1 (ru) | Способ определения односторонних логарифмических декрементов колебаний | |
RU2499239C1 (ru) | Способ экспериментального определения частот собственных колебаний и обобщенной массы испытываемого объекта | |
CN108802195B (zh) | 测量岩芯试样横波速度的试验装置及方法 | |
Reichel et al. | Modeling of the fluid-structure interaction in a fluidic sensor cell | |
RU2086943C1 (ru) | Способ определения логарифмического декремента колебаний | |
RU2626067C1 (ru) | Способ определения механических свойств материала | |
RU2642155C1 (ru) | Стенд для виброакустических испытаний моделей систем виброизоляции судовых энергетических установок машинного отделения судна | |
Cigada et al. | Electrical method to measure the dynamic behaviour and the quadrature error of a MEMS gyroscope sensor | |
RU2715222C1 (ru) | Способ определения упруго-диссипативных характеристик древесины | |
RU190244U1 (ru) | Установка для исследования динамических характеристик звукоизоляционных материалов | |
RU2531845C1 (ru) | Способ определения логарифмических декрементов колебаний по ширине резонанса равноинтенсивных колебаний | |
RU2183320C2 (ru) | Способ определения коэффициентов гистерезисного и линейно-вязкого внутреннего трения в вязкоупругом материале | |
Lopez et al. | Contactless acoustic excitation for experimental modal analysis in composite components | |
RU2608332C1 (ru) | Способ динамических испытаний пролётных строений | |
Ashlock et al. | Application of random vibration techniques to resonant column testing |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160619 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20180205 |