RU2596232C1

RU2596232C1 - Test bench for multimass vibration isolation systems

Info

Publication number: RU2596232C1
Application number: RU2015130847/28A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2015-07-27
Filing date: 2015-07-27
Publication date: 2016-09-10

Abstract

FIELD: test equipment.

SUBSTANCE: invention relates to test equipment, particularly equipment for testing instruments for vibration and impact effects. Test bench comprises a base whereon a rigid bulkhead with a vibration level sensor is fixed, onto which there are two identical analyzed objects on different systems of their vibration isolation, and measured are their amplitude-frequency characteristics. On the base through a vibro-damping gasket a rigid bulkhead is fixed, on which there are two identical analyzed objects, for example, onboard aircraft compressors, herewith one compressor is installed onto standard rubber vibration absorbers, and the other compressor - onto the investigated dual-mass vibration isolation system including rubber vibration insulators and a resiliently damping intermediate plate with vibration absorbers, for example, in the form of plates from polyurethane. Onto the rigid bulkhead there is a sensor of vibration level, which is connected with an amplifier and a spectrometer for recording amplitude-frequency characteristics of the investigated system of vibration isolation. To determine fundamental frequencies of each of the analyzed vibration isolation systems simulated are impact pulse loads on each of the systems and oscillograms of free oscillations are recorded, herewith logarithmic attenuation coefficient δ₁ of the oscillating system is determined.

EFFECT: technical result is expansion of technological capabilities of testing objects having several flexible links with the aircraft structural parts.

1 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к оборудованию для испытаний приборов на вибрационные и ударные воздействия.The invention relates to equipment for testing devices for vibration and shock.

Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату является стенд для испытаний многомассовых систем виброизоляции, заключающийся в том, что на основании закрепляют жесткую переборку с датчиком уровня вибрации, на которую устанавливают два одинаковых исследуемых объекта на различных системах их виброизоляции, и проводят измерения их амплитудно-частотных характеристик по патенту РФ №2335747, G01M 7/08, G01N 3/313 (прототип).The closest technical solution in terms of technical nature and the achieved result is a test bench for multi-mass vibration isolation systems, which consists in fixing a rigid bulkhead with a vibration level sensor, on which two identical objects under study are installed on different vibration isolation systems, and measuring them amplitude-frequency characteristics according to the patent of the Russian Federation No. 2335747, G01M 7/08, G01N 3/313 (prototype).

Недостатком прототипа являются сравнительно невысокие возможности и точность для исследования систем, имеющих несколько упругих связей с корпусными деталями летательного объекта.The disadvantage of the prototype is the relatively low capabilities and accuracy for the study of systems having several elastic connections with the hull parts of an aircraft.

Технически достижимый результат - расширение технологических возможностей испытаний объектов, имеющих несколько упругих связей с корпусными деталями летательного объекта.A technically achievable result is the expansion of the technological capabilities of testing objects that have several elastic connections with the hull parts of an aircraft.

Это достигается тем, что в стенде для испытаний многомассовых систем виброизоляции, содержащем основание, на котором закреплена жесткая переборка с датчиком уровня вибрации, на которую устанавливают два одинаковых исследуемых объекта на различных системах их виброизоляции, и проводят измерения их амплитудно-частотных характеристик, на основании через вибродемпфирующую прокладку закреплена жесткая переборка, на которой установлено два одинаковых исследуемых объекта, например бортовых компрессора летательных аппаратов, при этом один компрессор установлен на штатных резиновых виброизоляторах, а другой компрессор - на исследуемой двухмассовой системе виброизоляции, включающей в себя резиновые виброизоляторы и упругодемпфирующую промежуточную плиту с виброизоляторами, например, в виде пластин из полиуретана, при этом на жесткой переборке закреплен датчик уровня вибрации, который соединен с усилителем и спектрометром для регистрации амплитудно-частотных характеристик исследуемой системы виброизоляции, а для определения собственных частот каждой из исследуемых систем виброизоляции производится имитация ударных импульсных нагрузок на каждую из систем и записываются осциллограммы свободных колебаний, при этом определяют логарифмический коэффициент затухания δ₁ колебательной системы.This is achieved by the fact that in the test bench for multi-mass vibration isolation systems containing a base on which a rigid bulkhead is mounted with a vibration level sensor, on which two identical objects under study are mounted on different vibration isolation systems, and their amplitude-frequency characteristics are measured, based on a rigid bulkhead is fixed through the vibration damping pad, on which two identical objects under study are installed, for example, airborne aircraft compressors, one the compressor is installed on standard rubber vibration isolators, and the other compressor is on the studied two-mass vibration isolation system, which includes rubber vibration isolators and an elastic damping intermediate plate with vibration isolators, for example, in the form of polyurethane plates, while a vibration level sensor is fixed to the rigid bulkhead and connected to amplifier and spectrometer for recording the amplitude-frequency characteristics of the studied vibration isolation system, and for determining the natural frequencies of each of the studied systems vibration isolation systems imitate shock impulse loads on each of the systems and record oscillograms of free oscillations, and the logarithmic attenuation coefficient δ _{1 of the} oscillatory system is determined.

На фиг. 1 представлен общий вид стенда для испытаний многомассовых систем виброизоляции, на фиг. 2 - его принципиальная схема, на фиг. 3 - математическая модель системы «компрессор 2 на двухмассовой системе виброизоляции», на фиг. 4 - динамические характеристики системы - амплитудно-частотные характеристики (АЧХ - TW от частоты p [сек^-1]) «компрессор 2 на двухмассовой системе виброизоляции» при следующих переменных параметрах упругодемпфирующей промежуточной плиты (позиция 5): Р₁ - вес плиты от 50 до 150 кГс); на фиг. 5 - характеристики логарифмического декремента затухания свободных колебаний двухмассовой системы виброизоляции в зависимости от входного ударного импульса.In FIG. 1 shows a general view of a test bench for multi-mass vibration isolation systems; FIG. 2 is a circuit diagram thereof, in FIG. 3 is a mathematical model of the system “compressor 2 on a two-mass vibration isolation system”, FIG. 4 - dynamic characteristics of the system - amplitude-frequency characteristics (frequency response - TW of frequency p [sec ^-1 ]) "compressor 2 on a two-mass vibration isolation system" with the following variable parameters of an elasto-damping intermediate plate (position 5): P ₁ - plate weight from 50 up to 150 kG); in FIG. 5 - characteristics of the logarithmic damping decrement of free vibrations of a two-mass vibration isolation system depending on the input shock pulse.

Стенд для испытаний многомассовых систем виброизоляции (фиг. 1) состоит из основания 12, на котором установлена аппаратура летательных аппаратов, например два одинаковых бортовых компрессора 1 и 2 для получения сжатого воздуха на борту летательного аппарата. При этом один компрессор 1 (фиг. 2) установлен на штатных резиновых виброизоляторах 7, а другой компрессор 2 установлен на исследуемой двухмассовой системе виброизоляции, включающей в себя резиновые виброизоляторы 5 и упругодемпфирующую промежуточную плиту 4 с виброизоляторами 6, например, в виде пластин из полиуретана, которые так же как и штатные резиновые виброизоляторы 7 компрессора 1 установлены на жесткой переборке 8, которая через вибродемпфирующую прокладку 11 установлена на основании 12. На фиг. 3 показана математическая модель двухмассовой системы «компрессор 2 на промежуточной плите 4 с виброизоляторами 5 и 6»,The test bench for multi-mass vibration isolation systems (Fig. 1) consists of a base 12 on which the aircraft equipment is installed, for example, two identical on-board compressors 1 and 2 for receiving compressed air on board the aircraft. In this case, one compressor 1 (Fig. 2) is installed on standard rubber vibration isolators 7, and another compressor 2 is installed on the studied two-mass vibration isolation system, which includes rubber vibration isolators 5 and an elastic-damping intermediate plate 4 with vibration isolators 6, for example, in the form of polyurethane plates which, like the standard rubber vibration isolators 7 of the compressor 1, are mounted on a rigid bulkhead 8, which is mounted on the base 12 through the vibration damping pad 11. FIG. 3 shows a mathematical model of a two-mass system "compressor 2 on the intermediate plate 4 with vibration isolators 5 and 6",

где с₁ и m₁ - соответственно жесткость упругих элементов плиты 4 и ее масса,where c ₁ and m ₁ - respectively, the stiffness of the elastic elements of the plate 4 and its mass,

где с₂ и m₂ - соответственно жесткость виброизоляторов 5 и масса компрессора 2,where with ₂ and m ₂ - respectively, the stiffness of the vibration isolators 5 and the mass of the compressor 2,

h₁ - абсолютная величина вязкого демпфирования в системе, которая связана с логарифмическим коэффициентом затухания δ₁ колебательной системы следующей зависимостью (1):h ₁ - the absolute value of viscous damping in the system, which is associated with the logarithmic attenuation coefficient δ _{1 of the} oscillatory system by the following dependence (1):

На жесткой переборке 8, между компрессорами 1 и 2, закреплен вибродатчик 3, сигнал с которого поступает на усилитель 10 и затем на регистрирующую колебания аппаратуру 9, например октавный спектрометр, работающий в полосе частот (Гц): 2; 4; 8; 16; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000 Гц.On a rigid bulkhead 8, between the compressors 1 and 2, a vibration sensor 3 is fixed, the signal from which is fed to the amplifier 10 and then to the equipment 9 registering the vibrations, for example, an octave spectrometer operating in the frequency band (Hz): 2; four; 8; 16; 31.5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000 Hz.

Стенд для испытаний многомассовых систем виброизоляции работает следующим образом.The test bench for multi-mass vibration isolation systems works as follows.

Сначала включают компрессор 1, который установлен на штатных резиновых виброизоляторах 7, и снимают амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) с помощью датчика 3, усилителя 10 и спектрометра 9 (фиг. 4). Затем выключают компрессор 1 и включают компрессор 2, который установлен на исследуемой двухмассовой системе виброизоляции, включающей в себя резиновые виброизоляторы 5 и упругодемпфирующую промежуточную плиту 4 с виброизоляторами 6, и также снимают амплитудно-частотные характеристики с помощью датчика 3, усилителя 10 и спектрометра 9. После чего сравнивают полученные АЧХ от работы каждого из компрессоров 1 и 2 и делают выводы об эффективности виброизоляции каждой системы, на которой они установлены. Для того чтобы определить собственные частоты каждой из исследуемых систем виброизоляции, производят имитацию ударных импульсных нагрузок на каждую из систем и записывают осциллограммы свободных колебаний (на чертеже не показано), при расшифровке которых судят о собственных частотах систем (см. фиг. 5 и формула (1)).First, turn on the compressor 1, which is installed on standard rubber vibration isolators 7, and remove the amplitude-frequency characteristics (AFC) using the sensor 3, amplifier 10 and spectrometer 9 (Fig. 4). Then the compressor 1 is turned off and the compressor 2 is turned on, which is installed on the two-mass vibration isolation system under study, including rubber vibration isolators 5 and elastic-damping intermediate plate 4 with vibration isolators 6, and the amplitude-frequency characteristics are also taken using sensor 3, amplifier 10, and spectrometer 9. Then compare the obtained frequency response from the operation of each of the compressors 1 and 2 and draw conclusions about the effectiveness of vibration isolation of each system on which they are installed. In order to determine the eigenfrequencies of each of the studied vibration isolation systems, they simulate shock impulse loads on each of the systems and record oscillations of free vibrations (not shown in the drawing), when deciphering them, they judge the eigenfrequencies of the systems (see Fig. 5 and the formula ( one)).

На основании 12 через вибродемпфирующую прокладку 11 закрепляют жесткую переборку 8, на которую устанавливают два одинаковых исследуемых объекта, например бортовых компрессора 1 и 2 для получения сжатого воздуха на борту летательного аппарата. При этом один компрессор 1 (фиг. 1 и 2) устанавливают на штатных резиновых виброизоляторах 7, а другой компрессор 2 устанавливают на исследуемой двухмассовой системе виброизоляции, включающей в себя резиновые виброизоляторы 5 и упругодемпфирующую промежуточную плиту 4 с виброизоляторами 6, например, в виде пластин из полиуретана. На жесткой переборке 8 закрепляют датчик уровня вибрации 3, который соединяют с усилителем 10 и спектрометром 9.On the basis of 12, through a vibration damping pad 11, a rigid bulkhead 8 is fixed, onto which two identical objects under study are installed, for example, on-board compressors 1 and 2 for receiving compressed air on board the aircraft. In this case, one compressor 1 (Fig. 1 and 2) is installed on standard rubber vibration isolators 7, and another compressor 2 is installed on the studied two-mass vibration isolation system, which includes rubber vibration isolators 5 and an elastic damping intermediate plate 4 with vibration isolators 6, for example, in the form of plates from polyurethane. On a rigid bulkhead 8, a vibration level sensor 3 is fixed, which is connected to an amplifier 10 and a spectrometer 9.

Затем включают компрессор 1, который установлен на штатных резиновых виброизоляторах 7, и снимают амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) с помощью датчика 3, усилителя 10 и спектрометра 9 (фиг. 4). Затем выключают компрессор 1 и включают компрессор 2, который установлен на исследуемой двухмассовой системе виброизоляции, включающей в себя резиновые виброизоляторы 5 и упругодемпфирующую промежуточную плиту 4 с виброизоляторами 6, и также снимают амплитудно-частотные характеристики с помощью датчика 3, усилителя 10 и спектрометра 9. После чего сравнивают полученные АЧХ от работы каждого из компрессоров 1 и 2 и делают выводы об эффективности виброизоляции каждой системы, на которой они установлены. Для того чтобы определить собственные частоты каждой из исследуемых систем виброизоляции, производят имитацию ударных импульсных нагрузок на каждую из систем и записывают осциллограммы свободных колебаний (на чертеже не показано), при расшифровке которых судят о собственных частотах систем (см. фиг. 5 и формула (1)).Then turn on the compressor 1, which is installed on the standard rubber vibration isolators 7, and remove the amplitude-frequency characteristics (AFC) using the sensor 3, amplifier 10 and spectrometer 9 (Fig. 4). Then the compressor 1 is turned off and the compressor 2 is turned on, which is installed on the two-mass vibration isolation system under study, including rubber vibration isolators 5 and elastic-damping intermediate plate 4 with vibration isolators 6, and the amplitude-frequency characteristics are also taken using sensor 3, amplifier 10, and spectrometer 9. Then compare the obtained frequency response from the operation of each of the compressors 1 and 2 and draw conclusions about the effectiveness of vibration isolation of each system on which they are installed. In order to determine the eigenfrequencies of each of the studied vibration isolation systems, they simulate shock impulse loads on each of the systems and record oscillations of free vibrations (not shown in the drawing), when deciphering them, they judge the eigenfrequencies of the systems (see Fig. 5 and the formula one)).

Claims

Test bench for multi-mass vibration isolation systems, containing a base on which a rigid bulkhead with a vibration level sensor is mounted, on which two identical objects under study are mounted on different vibration isolation systems, and measure their amplitude-frequency characteristics, characterized in that on the basis of vibration damping a rigid bulkhead is attached to the gasket, on which two identical objects under study are installed, for example, onboard compressors of aircraft, with one comp The essor is installed on standard rubber vibration isolators, and the other compressor is on the studied two-mass vibration isolation system, which includes rubber vibration isolators and an elastic damping intermediate plate with vibration isolators, for example, in the form of polyurethane plates, while a vibration level sensor is fixed to the rigid bulkhead and connected to an amplifier and spectrometer for recording the amplitude-frequency characteristics of the studied vibration isolation system, and for determining the natural frequencies of each of the studied systems ibroizolyatsii produced imitation percussion impulse loads on each of the systems and recorded waveform free vibration, wherein the determined logarithmic attenuation coefficient δ ₁ oscillatory dependence on the following system:

where c ₁ and m ₁ - respectively, the stiffness of the elastic elements of the plate and its mass; h ₁ - the absolute value of viscous damping in the vibration isolation system.