SU1165937A1 - Фазовый способ определени характеристик рассе ни энергии колебаний - Google Patents

Abstract

ФАЗОВЫЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК РАССЕЯНИЯ ЭНЕРГИИ КОЛЕБАНИЙ , заключающийс  в том, что возбуждают вынужденные колебани  образца материала или элемента конструкции регистрируют частоту возбуждени , угол сдвига фаз между возбуждающей силой и деформацией образца и резонансную частоту колебаний, соответствующие заданному значению амплитуды колебаний , по которым вычисл ют характеристику рассе ни  энергии, о т л и ч а- . ю щ и и с   тем, что, с целью повышени  точности путем учета амплитудной и частотной зависимостей характеристики рассе ни  энергии колебаний , определ ют собственную частоту колебаний образца по сдвигу фазы 90° между возбуждающей силой и деформацией при заданном значении амплитуды колебаний, затем измер ют фазочастотную характеристику колебаний образца при этом же значении амплитуды и фазоамплитудную характеристику при заданной частоте возбуждени , по которым определ ют коэффициенты демпфировани  и рассе ни  энергии колебаний по формулам (а) -и р2 -О h (Lu , а) tg 1Й„ О P.(a)tg v( u, (а) - , а)/4 где h( U) , а) Ь ( и), hu)(a) коэффициент демпфировани  при заданной амплитуде 4 ко-, лебаний и частоте и колебаний соот (Л ветственно; 4(u),a) f«(u), (а) коэффициенты рассе ни  энергии колебаний при заданных амплитуде и частоте соответственно; О) Ф tf«( и ) , 01 /ttf( « ) фазочастотна  и со фазоамплитудна  ха00 рактеристики соответ ственно; РО Ре, собственна  и резонансна  частоты коле баний образца соответственно; о частота возбуждени , и)„ соответствующа  амплитуде «1 вынузвденных колебаний образца .

Description

Изобретение о1носитс  к исследо ванию механических свойств материалов и элементов конструкции, а име но к фазовым способам определени  ха рактеристик рассе ни  энергии колеба Известен фазовьй .способ определени  характеристик рассе ни энергии колебаний, заключающийс  в том, что возбуждают вынз денные. колебани  образца материала или элемента конструкции , регистрируют частоту возбуждени  и угол сдвига фаз между возбуждающей силой и. деформацией образца,соответствующие заданному значению амплитуды колебаний, а также собственную частоту колебаний образца, по которым вычисл ют коэффициент рассе ни  энергии колебаний по формуле )tP4 „ 2J(1 pi -SHo,, где P - собственна  частота колеба ний образца; U) - частота возбуждени , соответствующа  амплитуде d вынужденных колебаний образца; . Ч - угол сдвига фаз между воз буждающей силой и деформацией образца при амплитуд а вьшужденных колебаний образца. Данный способ позвол ет исследовать частотную зависимость рассе ни  энергии колебаний дл  образцов с амплитудонезависимым рассе нием . энергии колебаний малого уровн  fl Однако при исследовании образцов с большим уровнем рассе ни  энергии колебаний данный способ обладает недостаточной точностью, поскольку не учитьшает амплитудную зависимость рассе ни  энергии колебаний образца Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  фазовьй способ определени  характеристик рассе ни  энергии колебаний, заключающийс  в том, что возбуждают вьгнужденные колебани  образца материала или элемента конструкции, регистрируют частоту возбуждени , угол сдвига фаз между возбуждающей силой и деформацией образца и резонансную частоту колебаний, соответствующие заданному значению амгоштуды колеба37 , по которым вычисл ют коэффициент рассе ни  энергии по формуле f„ 2J( (1 где Рр, - резонансна  частота колебаний образца, соответству , юща  амплитуда а колебаний образца. Известней способ позвол ет исследовать амплитудную зависимость рассе ни  энергии колебаний дл  образцов с частотно- зависимым рассе нней энергии колебаний при малых уровн х поглощени  энергии колебаний . Однако при исследовании образцов с большим .уровнем рассе ни  энергии в частотнозависимой области извест- ный.способ обладает недостаточной точностью, поскольку не учитьгеает частотную зависимость рассе ни  энергии колебаний образца. Цель изобретени  - повьщ1ение точности путем учета амплитудной и частотной зависимостей характеристики рассе ни  энергии колебаний. Поставленна  цель достигаетс . тем, что при фазовом способе опреде-. ленй.  характеристик рассе ни  энергии колебаний, заключающийс  в том, что возбуждают вынужденные колебани  образца материала или элемента конструкции , регистрируют частоту возбуждени , угол сдвига фаз между возбуждаЁщей силой и деформацией образца и резонансную частоту колебаний, соответствун цие заданному значению амлпитуды колебаний, по которым вычисл ют характеристику рассе ни  энергии, определ ют собственную частоту колебаний образца по сдвигу фазы 90° между возбуждак цей силой и деформацией при заданном значении амплитуды колебаний , затем измер ют фазочастотную характеристику колебаний образца при этом же значении амплитуды и фазоам-, плитудную характеристику при заданной частоте возбуждени , по которым определ ют коэффициенты демпфировани  и рассе ни  энергии колебаний по формулам Ро(а) - wi h (u) , а) (а) - pi.Po(a)tgФ Vdo, а) Рн YPo(a) - hMu) , а)/4 где h ( U), а) h«(u). коэффициент демп.- фировани  при заданной амплитуде а. колебаний и частоте и) колебаний соотв .етственно; Vdu , a) V«(u)), коэффициентЬ расVtoCa ) се ни  энергии КО лебаний при заданных амплитуде и частоте соответственно; ), фазочастотна  и фа Cfu) («) зоамплитудна  характеристики соответственно; -собственна  и рёРо (а). зонансна  частоты колебаний образца соответственно; uj - частота возбуждени , соответствующа амплитуде с( вьшужденных колебаний образца, , Измерение собственной частоты колебаний образца и фазочастотной характеристики колебаний образца при заданном значении амплитудыколебаний позвол ет определить частотнозависимые характеристики рассе  ни  энергии колебаний, а измерение фазоамплитудной характеристики и -со ственной частоты колебаний образца при заданной частоте возбуждени  по звол ет определить амплитудную зависимость характеристики рассе ни  энергии колебаний образца. Способ осуществл етс  следующим образом. С помощью, например, генератора И электродинамического вибратора ; возбуждают вынуаденные колебани  образца материала или элемента конструкциИ , регистрируют частоту возбу дени , например, с помощью часто томера, подалюченного к выходу ге-нератора , угол сдвига фаз между возбуждающей силой и деформацией образца, например, с помощью датчика перемещени  образца и фазового детектора, подключенного к генератору и датчику перемещени  образца и резонансную частоту колебаний при 1 , 7 аксимальной амплитуде колебаний обазца , соответствующие заданному начению d амплитуды Колебаний. атем, измен   частоту возбуждеи , поддержива  посто нной амплиуду « колебаний путем регулировани , например, возбуждак цей силы вибратора, определ ют собственную частоту колебаний образца.по сдвигу / фазы 90 между возбуждающе й силой и деформацией образца. Дл  определени  частотной зависимости характеристик рассе ни  энергии колебаний измер ют фазочастотную характеристику (u) ) колебаний образца, т.е. сдвиг фазы ; f между возбуждающей силой и деформацией образца, поддержива  посто нной амплитуду t колебаний дл  всех значений частот ш в исследуемом диапазоне , при которых измен етс  сдвиг фазыЧо. Дл  определени  амплитудозависимых характеристик рассе ни  энергии колебаний измер ют собственную частоту Рр(а), резонансную частоту Р, колебаний образца и фазоамплитудную характеристику Ф %j(a) при заданной частоте ш возбуждени  дл  различных значений амплитуты « колебаний образца в исследуемом диапазоне амплитуд , т.е. дл  каждого значени  амплитуды d колебаний образца измер ют сдвиг фаз Чи между возбуждан цей силой и деформацией образца, Рд(а) и РС( . По измеренным значени м рассчитывают коэффициенты демпфировани  и рассе ни  энергии колебаний цо формуламN Р(а) -Loj h(ui , а) - tg 4 юо (a) - (a)tg VC U, .а) (p,(a) - h4u), a)// где h(u) , a) ha( u) ), hu)(a) коэффициенты демпфировани  при заданной амплитуде « колебаний и частоте (и соответственно; V(ui , a) irt(uj ), VioC « ) коэффициенты рассе ни  энергии колебаний при заданной ч, j4 / ч -,, N w(a). ... Р(а), Рд 511659376 амплитуде и частоте-колебаний образца соответственно;соответственно. .Предлагаемый способ позвол ет по ,йысить точность определени  характефазочастотна  и фа- jристик рассе ни  энергии колебаний зоамплитудна  харак-образцов, характеризующихс  большим теристики соответ-уровнем рассе ни  энергии с одновреOTBf HHO - менной зависимостью его как от частособственна  и резо-ты, так и от амплитуды колебаний нансна  частоты.путем, учета даннь1х зависимостей.

Claims (1)

1. ФАЗОВЫЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК РАССЕЯНИЯ ЭНЕРГИИ КОЛЕБАНИЙ, заключающийся в том, что возбуждают вынужденные колебания образца материала или элемента конструкции, регистрируют частоту возбуждения, угол сдвига фаз между возбуждающей силой и деформацией образца и резонансную частоту колебаний, соответствующие заданному значению амплитуды колебаний, по которым вычисляют характеристику рассеяния энергии, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности путем учета амплитудной и частотной зависимостей характеристики рассеяния энергии колебаний, определяют собственную частоту колебаний образца по сдвигу фазы 90° между возбуждающей силой и деформацией при заданном значении амплитуды колебаний, затем измеряют фазочастотную характеристику колебаний образца при этом же значении амплитуды и фазоамплитудную характеристику при заданной частоте возбуждения, по которым определяют коэффициенты демпфирования и рассеяния энергии колебаний по формулам = ₂Д^Р»^(а) ~ ^Р^ ^p°(^aHg где h(ω, = h«( u?), hu(a)

   а) ψ(ω,β) = = V«(w),

   Vu>(a)

   Р₀<а) Р_ы

   P’fe(a) - а)/4 коэффициент демпфирования при заданной амплитуде ч ко-, лебаний и частоте и колебаний соответственно;

   - коэффициенты рассеяния энергии колебаний при заданных амплитуде и частоте соответственно;

   - фазочастотная и фазоамплитудная рактеристики соответственно;

   - собственная и резо- нансная частоты коле баний образца соответственно; о

   - частота возбуждения, соответствующая амплитуде ц вынужденных колебаний образца.

   хаSU1165937 ¹ 1165937