SU1244527A1 - Method of dynamic testing of articles - Google Patents

Method of dynamic testing of articles Download PDF

Info

Publication number
SU1244527A1
SU1244527A1 SU843709428A SU3709428A SU1244527A1 SU 1244527 A1 SU1244527 A1 SU 1244527A1 SU 843709428 A SU843709428 A SU 843709428A SU 3709428 A SU3709428 A SU 3709428A SU 1244527 A1 SU1244527 A1 SU 1244527A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
product
frequencies
vibration
critical elements
levels
Prior art date
Application number
SU843709428A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Сергеевич Баскаков
Дмитрий Константинович Драгун
Владимир Николаевич Левашев
Александр Иванович Забегаев
Борис Васильевич Пшеннов
Original Assignee
Предприятие П/Я Г-4632
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 Предприятие П/Я Г-4632 filed Critical Предприятие П/Я Г-4632
Priority to SU843709428A priority Critical patent/SU1244527A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1244527A1 publication Critical patent/SU1244527A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к испытательной технике. Цель изобретени  - побьопение точности имитации эксплуатационных нагрузок издели  от многократных ударов. Способ заключаетс  в том, что предварительно измер ют собственные частоты критичных элементов издели  при вибрационном возбуж9eHOftc fue дении издели  на нескольких уровн х, при которых максимальные уровни критичных элементов издели  соответству- ют уровн м заранее определенных ударных спектров издели  от заданного режима многократных ударов. Затем определ ют коэффиоденты конструкционного демпфировани  и ускорени  критичных элементов при возбу дении издели  ударами с амшштудами, соответствующими амплитудам заданного режима многократных ударов После этого изделие подвергают воздействию узкополосной вибрации с переменной . частотой, уровень которой в поддиапазонах собственных частот устанавливают в соответствии с коэффициентами конструкционного демпфировани  на . этих частотах. Способ позвол ет имитировать эксплуатационные нагрузки издели  от многократных ударов. 1 з.п. ф-лы, 7 ил. (Л N9 4 4ib СП Ю Чае го/паThis invention relates to a testing technique. The purpose of the invention is to beat the accuracy of imitating the operational loads of a product from repeated shocks. The method consists in preliminarily measuring the eigenfrequencies of critical elements of the product when vibrating excitation of the product at several levels, at which the maximum levels of critical elements of the product correspond to the levels of predetermined shock spectra of the product from a predetermined mode of repeated shocks. Then, the coefficients of structural damping and acceleration of critical elements when the product is struck with shocks with amplifiers corresponding to the amplitudes of a given multiple shock mode are determined. After that, the product is subjected to narrow-band vibration with a variable. frequency, the level of which in the subbands of natural frequencies is set in accordance with the coefficients of structural damping on. these frequencies. The method allows to simulate the operational loads of the product from repeated shocks. 1 hp f-ly, 7 ill. (L N9 4 4ib JV Yu Chae go / na

Description

toto

1515

2020

112AA527112AA527

Изобретение относитс  к испытательной технике, а именно к способу динамических испытаний изделий.This invention relates to a test technique, in particular to a method for dynamic testing of products.

Цель изобретени  - повышение точности имитации эксплуатационных нагрузок издели  от многократных ударов путем предварительного измерени  собственных частот и коэффициентов конструкционного демпфировани  критичных элементов на уровн х нагрузок, соответствующих уровн м заданного режима мй огократных ударов.The purpose of the invention is to improve the accuracy of simulating the operational loads of a product from repeated shocks by first measuring its own frequencies and structural damping coefficients of critical elements at load levels corresponding to the levels of a given mode of repeated shocks.

На фиг,1 изображены амплитудно- частотные характеристики испытуемого издели  на различных уровн х и огибающа  ударных спектров заданного режима многократных ударов; на фигф2- уровни вибрационного возбуждени  при измерении собственных частот; на фиг.З - схема нагружени  издели  ударными нагрузками , на фиг.4 - импульсы ударного нагружени  издели ; на фиг.З - типова  осциллограмма затухакицего колебательного процесса К-го критичного элемента при возбуждении издели  ударами; на фиг.6- амплитудно-частотные характеристики издели  при узкополосной вибрации, ударный спектр и огибающа  ударных спектров издели  при заданном режиме многократных ударов; на фиг.7 - зависимости ускорени  от частоты узкополосной вибрации, с помощью которой определ ют число циклов вибрации -на последнем этапе.Fig. 1 shows the amplitude-frequency characteristics of the tested product at various levels and the envelope of the shock spectra of a given mode of repeated shocks; FIG. 2 shows vibration excitation levels when measuring natural frequencies; FIG. 3 is a diagram of the loading of the product by shock loads; in FIG. 4 — impulses of shock loading of the product; FIG. 3 shows a typical oscillogram of the damping oscillatory process of the K-th critical element when the product is excited by impacts; 6 shows the amplitude-frequency characteristics of the product with narrowband vibration, the shock spectrum and the envelope of the shock spectra of the product for a given mode of repeated shocks; Fig. 7 shows the dependence of the acceleration on the frequency of the narrow-band vibration, with the help of which the number of cycles of vibration is determined at the last stage.

Способ осуществл етс  следующим образом.The method is carried out as follows.

Предварительно измер ют собственные частоты критичных элементов издели  при вибрационном возбу даении издели  на нескольких уровн х (фиг.2 при которых максимальные уровни 1 и 2 вибрации критичных элементов издели  соответствуют уровн м заранее определенных ударных спектров (огибающа  3) издели  от заданного режима многократных ударов. На фиг показана типова  картина, получаема  на начальном этапе испытаний.The eigenfrequencies of critical elements of the product are preliminarily measured by vibrating excitation of the product at several levels (Fig. 2, at which the maximum levels 1 and 2 of vibration of the critical elements of the product correspond to the levels of predetermined shock spectra (envelope 3) of the product from a predetermined multiple-impact mode. The fig shows a typical picture obtained at the initial stage of testing.

1one

шштудами, соответствующими амплитудам заданного режима многокр атных ударов, и длительност ми, равными полупериодам собственных колебаний критичных элементов.Pins corresponding to the amplitudes of a given mode of multi-strikes, and durations equal to the half-periods of natural oscillations of critical elements.

Ударные воздействи  используютс  в качестве эталонных воздействий, позвол ющих определить рассе ние энергии при упругих колебани х издели  и его элементов. Форма импульсов может быть полусинусоидальной или близкой к ней.Shock effects are used as reference effects, which allow to determine the energy dissipation during elastic oscillations of the product and its elements. The shape of the pulses can be half-sine or close to it.

На фиг.1 видно, что дл  опреде-. лени  параметров конструкционного демпфировани  требуетс  6 ударных импульсов с длительност ми ( (фиг.4), определенными по зависимос- I ти:In figure 1 it can be seen that for definite. To reduce the structural damping parameters, 6 shock pulses with durations ((Fig. 4) determined by dependency are required:

. .

причем К 1-6.moreover, K 1-6.

Испытуемое изделие оснащают системой измерени  динамических процессов , например ускорений. На изде25 ЛИИ регистрируют затухающие колебательные процессы, происход щие в критичных элементах издели , при действии на него импульсов ударных ускорений с определенными вьпае ха30 рактеристиками. На полученных осциллограммах затухающих колебаний стро-   тс  огибающие кривые, как показано на 4иг.5.The test article is equipped with a system for measuring dynamic processes, such as accelerations. At the product, LIIs record the damped oscillatory processes occurring in the critical elements of the product under the action of impulses of shock accelerations on it with certain higher characteristics. The resulting oscillograms of damped oscillations plot the envelope curves, as shown in 4ig.5.

Выдел   участок колебательногоAllocated plot vibrational

35 процесса (фиг.З) от времени t, до t, можно определить коэффициент Пц конструкционного демпфировани  К-го критичного элемента по формуле: AW35 of the process (FIG. 3) from time t to time t, it is possible to determine the coefficient of the structural damping of the K th critical element using the formula: AW

4040

П.,P.,

АО AO

4545

де 0)de 0)

А«АО A "JSC

i KCtw-to)i KCtw-to)

k k

собственна  частота К-гоK-th natural frequency

критичного элемента;critical element;

амплитуда колебаний К- гоoscillation amplitude

критичного элемента в моментcritical element at the moment

времени of time

амплитуда колебаний этогоthe amplitude of this

элемента в момент to.element at the moment to.

где черезwhere through

f f

Г.G.

f i f i

с Swith s

обозначены зафиксированные собственные частоты кри гичных элементов издели .denoted by the fixed natural frequencies of the coggy elements of the product.

измер ют коэффициенты кон50 Далее изделие подвергают воздействию узкополосной вибрации с переменной частотой, уровень которой в поддиапазонах собственных частот устанавливают в соответствии с коэфструкционного демпфировани  и ускоре-55 фициентами конструкционного ни  критичных элементов при возбуж- вани  на этих частотах. Уровень А дении издели  4, закрепленного на вибрации устанавливают по соотноще- массе 3, ударами (см. фиг.З) с ам- нию: The coefficients of con50 are measured. Next, the product is exposed to narrow-band vibration with a variable frequency, the level of which in the subbands of the natural frequencies is set in accordance with the coefficient of damping and the acceleration of critical elements at excitation at these frequencies. The level A of the product 4 fixed on vibration is set according to the ratio of the mass 3, by strikes (see FIG. 3) with ammonium:

5five

00

шштудами, соответствующими амплитудам заданного режима многокр атных ударов, и длительност ми, равными полупериодам собственных колебаний критичных элементов.Pins corresponding to the amplitudes of a given mode of multi-strikes, and durations equal to the half-periods of natural oscillations of critical elements.

Ударные воздействи  используютс  в качестве эталонных воздействий, позвол ющих определить рассе ние энергии при упругих колебани х издели  и его элементов. Форма импульсов может быть полусинусоидальной или близкой к ней.Shock effects are used as reference effects, which allow to determine the energy dissipation during elastic oscillations of the product and its elements. The shape of the pulses can be half-sine or close to it.

На фиг.1 видно, что дл  опреде-. лени  параметров конструкционного демпфировани  требуетс  6 ударных импульсов с длительност ми ( (фиг.4), определенными по зависимос- I ти:In figure 1 it can be seen that for definite. To reduce the structural damping parameters, 6 shock pulses with durations ((Fig. 4) determined by dependency are required:

. .

причем К 1-6.moreover, K 1-6.

Испытуемое изделие оснащают системой измерени  динамических процессов , например ускорений. На изде5 ЛИИ регистрируют затухающие колебательные процессы, происход щие в критичных элементах издели , при действии на него импульсов ударных ускорений с определенными вьпае ха0 рактеристиками. На полученных осциллограммах затухающих колебаний стро-   тс  огибающие кривые, как показано на 4иг.5.The test article is equipped with a system for measuring dynamic processes, such as accelerations. On the product, LII records damped oscillatory processes occurring in the critical elements of the product, under the action of impulses of shock accelerations on it with certain characteristics. The resulting oscillograms of damped oscillations plot the envelope curves, as shown in 4ig.5.

Выдел   участок колебательногоAllocated plot vibrational

5 процесса (фиг.З) от времени t, до t, можно определить коэффициент Пц конструкционного демпфировани  К-го критичного элемента по формуле: AW5 of the process (FIG. 3) from time t to time t, it is possible to determine the coefficient of structural vibration of the K-th critical element by the formula: AW

00

П.,P.,

АО AO

5five

де 0)de 0)

А«АО A "JSC

i KCtw-to)i KCtw-to)

k k

собственна  частота К-гоK-th natural frequency

критичного элемента;critical element;

амплитуда колебаний К- гоoscillation amplitude

критичного элемента в моментcritical element at the moment

времени of time

амплитуда колебаний этогоthe amplitude of this

элемента в момент to.element at the moment to.

50 Далее изделие подвергают воздействию узкополосной вибрации с переменной частотой, уровень которой в поддиапазонах собственных частот устанавливают в соответствии с коэфл .-А.50 Further, the product is exposed to a narrow-band vibration with a variable frequency, the level of which in the subbands of the natural frequencies is set in accordance with the coefficient-A.

где X., укоренив К-го критичного элемента при возбу хдении издели  ударами; п - коэффициент конструкционного демпфировани  к-го критичного элемента.where X., having rooted the K-th critical element when the product is excited by blows; n is the structural damping coefficient of the kth critical element.

Весь частотный диапазон можно разбить на р д поддиапазонов (фиг.6) в пределах которых амплитуда узкополосной вибрации посто нна, что дает возможность примен ть известные методы управлени  вибростендами например проводить испытани  сканированием частоты в пределах поддиапазона с посто нным уровнем. На фиг.6 также показаны отдельные амплитудно-част от Hfeie характеристики 6 вибраций на различных частотах.The entire frequency range can be divided into a number of sub-bands (Fig. 6) within which the narrow-band vibration amplitude is constant, which makes it possible to apply well-known vibration test control methods, for example, to conduct frequency scanning tests within the sub-band with a constant level. Figure 6 also shows the individual amplitude-frequency from Hfeie characteristics of 6 vibrations at different frequencies.

Таким образом, выражение дл  А дает возможность определить амплитуды узкополосной вибрации, создающей на изделии нагружение элементов, эквивалентное нагружению при многократных ударных воздей(5тви х.Thus, the expression for A makes it possible to determine the amplitudes of narrow-band vibration, which creates a load of elements on the product, equivalent to a load with repeated shock effects (5 twi x.

Число циклов вибрации на последнем этапе задают равным числу циклов заданного режима многократных ударов Как видно из фиг.6,из-за узкополос - ности вибрации испытани  необходимо проводить таким образом, чтобы перекрыть весь спектр собственных частот издели  и эксплуатационных нагрузок. Дл  этого испытани  провод т на нес5г кольких фиксированных частотах или методом сканировани , при этом необходимо пройти весь частотный диапазон , диапазон отклика издели  от многократных ударов, и достичь требуемое число циклов нагружени . Исход  .из допустимой в инженерных расчетах точности -V 10% при определении г числа циклов нагружени  в качестве полосы иfjt частот, где реализуетс  определенное число циклов нагружени  принимаетс  ширина резонансной кривой на уровне 0,9 от максимальной амплитуды.The number of vibration cycles at the last stage is set equal to the number of cycles of a given mode of repeated shocks. As can be seen from Fig. 6, because of the narrow bandwidth of the vibration, it is necessary to carry out the tests in such a way as to cover the entire spectrum of the product's own frequencies and operating loads. For this test, several fixed frequencies or a scanning method are carried out with the entire frequency range, the product response range from repeated shocks, and the required number of loading cycles is required. The outcome of the engineering accuracy of the accuracy of -V 10% when determining r the number of loading cycles as a frequency and fjt frequencies, where a certain number of loading cycles occur, the width of the resonance curve is taken to be 0.9 of the maximum amplitude.

Врем  испытаний на средней частоте f определ етс  следующим образомThe test time at mid-frequency f is defined as follows.

tfctfc

Njc .Njc.

где - число многократных ударов приведенное дл  данной полосы частот. Врем  испытаний определ етс where is the number of repeated shocks given for a given frequency band. The test time is determined by

следующим образом:in the following way:

- в пределах каждого интервала частот (показанных на фиг.6 и соответствующих горизонтальным участкам ломаной) находитс  средн   частота fy интервала (фкг.7); - within each frequency interval (shown in FIG. 6 and corresponding to the horizontal sections of the polyline) there is an average frequency fy of the interval (fkg.7);

-определ етс  полосаА. частот резонансной кривой;-determined bandA. frequency resonance curve;

-определ етс  врем  испытаний fu по приведенной формуле;-determines the fu test time using the above formula;

- определ етс  число участков шириной д, в пределах каждого интервала частот;- determine the number of segments of width d, within each frequency interval;

-определ етс  врем  испытаний в пределах каждого интервала как сумма-determines the time of the test within each interval as the sum

времен испытаний на частотах f,, ftest times at frequencies f ,, f

.4Л J.4Л J

-определ етс  врем  испытаний по всему частотному диапазону как сумма времен дл  каждого интервала.-determines the test time over the entire frequency range as the sum of the times for each interval.

Испытани  на фиксированных частотах f, f,y. ... в пределах интервалов целесообразно заменить сканированием частоты, проход  интервал с посто нной скоростью за врем Tests at fixed frequencies f, f, y. ... within the intervals it is advisable to replace with a frequency scan, pass the interval at a constant speed over time

ty t,ty t,

I .. . - . . , I .. -. . ,

Если в диапазоне частот вибрационных воздействий отсутствуют резонансные частоты, можно за резонансные минимальную .,If in the frequency range of vibration effects there are no resonant frequencies, it is possible beyond the resonant minimum.,

максимальную Гмскоч н одну среднюю частоту диапазонаmaximum Gmskocho n one average frequency range

,; /иин+ м«кс tjp :2 ,; / iin + m "ks tjp: 2

Способ позво 1 ет проводить испы- тани  крупногабаритных прот женных изделий массой в несколько тонн на нагрузки, эквивалентные многократным механическим ударам. При этом обеспечиваетс  значительное сокращение времени и трудоемкости испы- , а также экономи  трудовых и материальных ресурсов, св занных с подготовкой испытаний.The method allows one to carry out tests of large-sized extended products weighing several tons to loads equivalent to repeated mechanical shocks. At the same time, a significant reduction in time and laboriousness of testing, as well as saving labor and material resources associated with the preparation of tests, is provided.

4545

Claims (1)

1. Способ динамических испытаний изде1Шй, заключающийс  в том, что предварительно измер ют собственные1. The dynamic testing method of the product, consisting in the fact that the own 50 частоты критичных элементов издели  вибрационном возбуждении издели , а также коэффициенты конструкционного демпфировани , а затем из- делие подвергают воздействию узко55 полосной вибрации с переменной частотой , уровень которой в поддиапазонах собственных частот устанавливают в соответствии с коэффициентами кЬнструкционного демпфировани  на этих частотах, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности имитации эксплуатационных нагрузок издели  от многократных ударов, вибрационное возбуждение издели  при измерении собственных частот провод т на нескольких уровн х, при KotopHx максималь ные уровни вибрации критичньгх элементов издели  соответствуют уровн м заранее определенных ударных спектров издели  от заданного режима многократных ударов, затеем измер ют коэффициенты конструкционного демпфировани  и ускорени  критичных элементов при возбуждении издели  ударами с.амплитудами, соответствующими амплитудам заданного режима многократных удароь, и длительносфиА2The frequencies of critical elements of the product, vibratory excitation of the product, as well as the coefficients of structural damping, and then the product are exposed to narrow band vibration with a variable frequency, the level of which in the subbands of the natural frequencies is set in accordance with the coefficients of structural damping at these frequencies, characterized by , in order to increase the accuracy of imitation of the operational loads of the product from repeated shocks, vibration excitation of the product when measuring its own Frequencies are conducted at several levels, with KotopHx, the maximum vibration levels of critical elements of the product correspond to the levels of predetermined shock spectra of the product from a given multiple impact mode, then measure the structural damping and acceleration factors of critical elements when the product is excited by strikes with the amplitude, corresponding amplitudes of a given mode of multiple shocks, and long duration spiA2 т ми, равными полупериодам собственных колебаний критичных элементов, а уровень А вибрации устанавливают по соотнощению:t m equal to the half-periods of natural oscillations of critical elements, and the level A of the vibration is set according to: . 2nji Xit А « . u)J. 2nji xit a. " u) j где Ujj- собственна  частота К-го критичного элемента;where Ujj is the natural frequency of the K-th critical element; Хц - ускорение К-го критичного элемента при возбуждении издели  ударами;Hz - the acceleration of the K-th critical element when the product is excited by blows; н, - коэффициент конструкционного демпфировани  К-го критичного элемента . and n is the structural damping coefficient for the K-th critical element. 2, Способ по п.1, а т л и ч а ю - щи и с   teM, что число циклов вибрации на последнем этапе, задают равным числу циклов заданного режима многократных ударов.2, the method according to claim 1, and tl and ch and yu and teM that the number of cycles of vibration in the last stage, set equal to the number of cycles of a given mode of repeated shocks. ЧастотаFrequency (риц.Ъ(pic f)uf.f) uf. ffflfм ffflfm Усноре иеClever А BUT 12445271244527 Сбставитель В.Мешковский Редактор Л.Пчепинска  Техред И.Попович Корректор С.ШекмарSstavitel V.Meshkovsky Editor L.Pchepinska Tehred I.Popovich Proofreader S.Shekmar Заказ 3907/45 Тираж 778 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРOrder 3907/45 Circulation 778 Subscription VNIIPI USSR State Committee по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Ра писка  наб., д. 4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Ra n. 4/5 emb. Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4Production and printing company, Uzhgorod, st. Project, 4
SU843709428A 1984-01-09 1984-01-09 Method of dynamic testing of articles SU1244527A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843709428A SU1244527A1 (en) 1984-01-09 1984-01-09 Method of dynamic testing of articles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843709428A SU1244527A1 (en) 1984-01-09 1984-01-09 Method of dynamic testing of articles

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1244527A1 true SU1244527A1 (en) 1986-07-15

Family

ID=21106865

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU843709428A SU1244527A1 (en) 1984-01-09 1984-01-09 Method of dynamic testing of articles

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1244527A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Случайные колебани ./Под,ред. С.Кренделла. -М.: Мир, 1967, с.317- 321 . Авторское свидетельство СССР 732716, кл. G 01 М-7/00, 1978. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
GB2029018B (en) Method of and apparatus for the measurement of at least one mechanical property of an elastic material
CA1082366A (en) Method and apparatus for determining weight and mass
US3229021A (en) Electronic musical instrument
SU1244527A1 (en) Method of dynamic testing of articles
Bork Measuring the acoustical properties of mallets
RU2016386C1 (en) Method of testing shock-proof articles for seismic stability
SU920425A1 (en) Method of article dynamic testing
Kesler et al. Problems in sonic testing of plain concrete
Broch Peak-distribution effects in random-load fatigue
SU983506A1 (en) Elastic material dynamic characteristic determination method
JP2982802B1 (en) Fruit texture measuring device
RU2714535C1 (en) Method of vibration testing of large-size parts of a turbomachine
SU998891A2 (en) Article dynamic testing method
SU1458748A1 (en) Method of dynamic testing of articles
SU732716A1 (en) Method for testing vibratory strength of products under the action of random vibrations
SU1182453A1 (en) Method of simulating seismic action during equipment testing
SU606122A1 (en) Vibration testing method
Winther et al. Primary calibration of reference standard back-to-back vibration transducers using modern calibration standard vibration exciters
SU456170A1 (en) Method for generating a vibrostand excitation signal when tested for random vibrations
SU1060961A2 (en) Impact testing device
SU1130775A1 (en) Method of determination of friction force in turbine blade damper
SU1478061A1 (en) Vibration strength testing method
US4242742A (en) Process for eliminating longitudinal wave components in seismic exploration
SU855407A1 (en) Method of vibrational testing of articles
SU1232951A1 (en) Method of measuring absorption of elastic vibrations