SU1735400A1 - Method of vibrostabilizing metal structures - Google Patents

Method of vibrostabilizing metal structures Download PDF

Info

Publication number
SU1735400A1
SU1735400A1 SU904809629A SU4809629A SU1735400A1 SU 1735400 A1 SU1735400 A1 SU 1735400A1 SU 904809629 A SU904809629 A SU 904809629A SU 4809629 A SU4809629 A SU 4809629A SU 1735400 A1 SU1735400 A1 SU 1735400A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
loaded
metal
oscillations
frequency
forced oscillations
Prior art date
Application number
SU904809629A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ефим Шмулевич Статников
Александр Иванович Рожков
Всеволод Феодосьевич Казанцев
Original Assignee
Высшее техническое учебное заведение "СевмашВТУЗ"
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 Высшее техническое учебное заведение "СевмашВТУЗ" filed Critical Высшее техническое учебное заведение "СевмашВТУЗ"
Priority to SU904809629A priority Critical patent/SU1735400A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1735400A1 publication Critical patent/SU1735400A1/en

Links

Landscapes

  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)

Abstract

Изобретение касаетс  виброакустических технологий, Сущность изобретени  за- ключ&етс  в том, что осуществл ют виброобработку свободной конструкции в режиме вынужденных колебаний, моделирующих эксплуатационные моды нагруженных конструкций, и выполн ют ее в следующей последовательности. Провод т статическую обработку и составл ют веро тностный акустический паспорт нагруженной конструкции, осуществл ют в свободной конструкции вынужденные колебани  на дискретных частотах мод нагруженной конструкции, на каждой частоте спектра в течение 15-30 мин при последовательном использовании каждого р да вибраторов в качестве задающего и синхронизации остальных путем изменени  фазы возбуждени  дл  получени  максимальной амплитуды вынужденных колебаний. 1 илThe invention relates to vibroacoustic technologies. The essence of the invention is a key & in that they vibrately process a free structure in a forced oscillation mode, simulating the operating modes of loaded structures, and perform it in the following sequence. Static processing is performed and a probabilistic acoustic passport of the loaded structure is compiled, forced oscillations are performed in a free design at discrete frequencies of the modes of the loaded structure at each frequency of the spectrum for 15-30 min with sequential use of each row of vibrators as a master and synchronization others by changing the excitation phase to obtain the maximum amplitude of the forced oscillations. 1 silt

Description

(L

СWITH

Изобретение относитс  к виброакустическим технологи м.This invention relates to vibroacoustic technologies.

Загруженные реальные базовые оболо- чечные конструкции (с установленными рабочими механизмами) в начальный период эксплуатации сохран ют технологические наследственные признаки, которые могут быть описаны, в частности, величиной, знаком , распределением остаточных напр жений . В процессе эксплуатации под вли нием вынужденных колебаний, инициируемых рабочими механизмами, происходит перераспределение и релаксаци  остаточных напр жений и, как следствие этих изменений, смещение акустических характеристик конструкции. Так формируютс  предпосылки возникновени  нерегламентированных (вредных) резонансов на дискретных , неучтенных на стадии проектировани  частотах конструкции, которые снижают эксплуатационную надежность издели  в целом.Loaded real basic shell structures (with installed working mechanisms) in the initial period of operation retain technological hereditary features that can be described, in particular, by size, sign, distribution of residual stresses. During operation, under the influence of forced oscillations initiated by working mechanisms, the redistribution and relaxation of residual stresses and, as a result of these changes, the acoustic characteristics of the structure shift. This is how prerequisites arise for the occurrence of unregulated (harmful) resonances at discrete, unaccounted for at the design stage, design frequencies that reduce the operational reliability of the product as a whole.

Известен резонансный метод виброобработки конструкций с целью стабилизации ее геометрических размеров, заключающийс  в том, что обработку конструкции провод т на одном из резонансных пиков дл  перераспределени  остаточных сварочных напр жений в последовательности: сканирование частотного диапазона, запись частотной характеристики, виброобработка на выбранных частотах резонансных пиков, контроль изменени  частоты резонансныхA resonant method of vibro-processing of structures is known in order to stabilize its geometrical dimensions, which means that the structure is processed at one of the resonant peaks in order to redistribute the residual welding stresses in the sequence: scanning the frequency range, recording the frequency response, vibrating at the selected frequencies of the resonant peaks, control of change of frequency of resonant

vj со елvj con

I.NI.N

о оoh oh

пиков, релаксаци , определение периода стабилизации частоты резонансных пиков.peaks, relaxation, determination of the period of stabilization of the frequency of resonant peaks.

Недостаток этого способа заключаетс  в том, что при больших габаритах издели  необходимо переустанавливать вибратор по длине и повтор ть виброобработку, так как эффективное перераспределение напр жений наблюдаетс  на рассто нии не более 2 м от источника колебаний. Кроме того, способ основан на создании одномо- довых колебаний на собственных частотах незакрепленной конструкции и не обеспечивает надежность акустической стабилизации на всех возможных модах колебаний сложных конструкций.The disadvantage of this method is that with large dimensions of the product, it is necessary to reinstall the vibrator along the length and repeat the vibration treatment, since the effective redistribution of stresses is observed at a distance of no more than 2 m from the source of oscillations. In addition, the method is based on the creation of single-mode oscillations at the natural frequencies of a loose structure and does not ensure the reliability of acoustic stabilization at all possible modes of oscillations of complex structures.

Цель изобретени  - повышение эксплуатационной надежности металлоконструкций , нагруженных рабочими механизмами, на основе упреждающей стабилизации напр женно-деформированного состо ни  на стадии изготовлени  конструкции.The purpose of the invention is to increase the operational reliability of metal structures loaded with working mechanisms, based on the proactive stabilization of the stress-strain state at the stage of manufacture of the structure.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что виброобработку свободных, ненагруженных конструкций на стадии их изготовлени  осуществл ют в режиме вынужденных колебаний на резонансной частоте нагруженной конструкции и выполн ют ее в следующем пор дке: провод т статистическую обработку и составл ют веро тностный акустический паспорт нагруженной конструкции, воздействуют на свободную конструкцию вынуж- денными колебани ми на дискретных частотах эксплуатационных мод нагруженной конструкции посредством многоточечного синхронного возбуждени  на каждой частоте спектра нагруженной конструкции в течение 15-30 мин при последовательном использовании каждого из вибраторов в качестве задающего и синхронизации всех остальных по задаваемой им моде колебаний путем изменени  фазы возбуждени  до пол- учени  максимума амплитуды вынужденных колебаний в металлоконструкции.The goal is achieved by the fact that the vibration processing of free, unloaded structures at the stage of their manufacture is carried out in the mode of forced oscillations at the resonant frequency of the loaded structure and is carried out in the following order: statistical processing is performed and a probabilistic acoustic passport of the loaded structure is effected; to a free design by forced oscillations at discrete frequencies of operating modes of the loaded structure by means of multipoint synchronous excitation waiting at each frequency of the spectrum of a loaded structure for 15–30 min with successive use of each vibrator as a driver and synchronizing all the others in the oscillation mode set by it by changing the excitation phase to the maximum of the amplitude of the forced oscillations in the metal structure.

Таким образом, в предлагаемом решении используетс  многоточечное синхронное вибровозбуждение конструкции на стадии изготовлени  на эксплуатационных модах колебаний нагруженной конструкции в режиме вынужденных колебаний до ее акустической стабилизации дл  повышени  эксплуатационной надежности на этой ос- нове.Thus, in the proposed solution, a multipoint synchronous vibration excitation of the structure is used at the stage of production of the loaded structure in operating modes of oscillations in the mode of forced oscillations before its acoustic stabilization to increase the operational reliability on this basis.

На чертеже приведено устройство дл  реализации предлагаемого способа.The drawing shows a device for implementing the proposed method.

Устройство содержит управл емый выпр митель 1, фильтр 2, инверторы 3-6 с регулируемой частотой и фазой, синхронные двигатели 7-10 с узлами 11 и 12 деба- лансов, обеспечивающими возможность регулировани  амплитуды и фазы колебаний по ходу процесса обработки, переключатель 13 каналов, измерительный комплекс 14, систему 15 управлени  выпр мителем, обеспечивающую закон частотного регулировани , блоки 16-19 управлени  инверторами - согласующие устройства, обеспечивающие регулирование фазы напр жени , управл юща  вычислительна  машина 20, датчики 21 и 22 с предусилите- л ми, измер ющие амплитуду, частоту и фазы колебаний.The device contains a controlled rectifier 1, a filter 2, inverters 3-6 with adjustable frequency and phase, synchronous motors 7-10 with nodes 11 and 12 of the unbalance, providing the ability to control the amplitude and phase of oscillations along the process, the switch 13 channels , measuring complex 14, rectifier control system 15, which provides the law of frequency control, inverter control blocks 16-19 — matching devices, voltage phase control, control computer 20, sensors 21 and 22 with preamplifiers that measure amplitude, frequency, and oscillation phases.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

От инверторов 3 и 4 осуществл етс  запуск синхронных двигателей 7-11-8 вибратора на дискретной частоте спектра эксплуатационной моды колебаний конструкции . При этом соблюдение закона частотного регулировани  на инверторе обеспечивают пропорциональным изменением выходного напр жени  на управл емом выпр мителе 1. Затем через переключатель 13 по соответствующему информационному каналу с датчиками 21 и 22 производ т измерение амплитуды, частоты и фазы колебаний конструкции и синхронизируют вибратор 9-12-10 по моде колебаний первого вибратора 7-11-8. Устанавливаетс  амплитуда и фаза колебаний задающего вибратора по акустическому паспорту с управл ющей ЭВМ 20. Согласно сигналам, поступающим с датчиков 21 и 22, и командам от ЭВМ 20 на согласующие устройства 16-19 обеспечиваетс  регулировка фазы напр жени  питани  каждого двигател  и, следовательно, изменение пространст- венного положени  роторов и закрепленных на их валах дебалансов соответственно установленным значени м амплитуды и фазы колебаний конструкции, Описанные операции выполн ютс  последовательно с каждым вибратором на всех частотах спектра.From inverters 3 and 4, synchronous motors 7-11-8 of the vibrator are started at the discrete frequency of the spectrum of the operating mode of oscillation of the structure. At the same time, the law of frequency regulation on the inverter is ensured by a proportional change in the output voltage on the controlled rectifier 1. Then, using switch 13, the amplitude, frequency and phase of the oscillation of the structure are measured through the appropriate information channel with sensors 21 and 22 and synchronize the vibrator 9-12 -10 on the oscillation mode of the first vibrator 7-11-8. The amplitude and phase of oscillation of the master vibrator is set according to the acoustic passport from the control computer 20. According to the signals from sensors 21 and 22, and commands from computer 20 to matching devices 16-19, the voltage phase of each motor is adjusted and, therefore, the spatial position of the rotors and the unbalances fixed on their shafts, respectively, to the set values of the amplitude and phase of the oscillations of the structure. The described operations are performed sequentially with each vibrator on all spectrum frequencies.

Использование изобретени  позволит повысить надежность стабилизации напр женно-деформированного состо ни  базовых корпусных конструкций, их акустических и эксплуатационных характеристик .The use of the invention will improve the reliability of stabilization of the stress-strain state of the basic hull structures, their acoustic and operational characteristics.

Claims (1)

Формула изобретени  Способ вибростабилизации металлоконструкций преимущественно вибраторами , включающий определение частотной характеристики и виброобработку металлоконструкции на заданных частотах, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эксплуатационной надежности нагруженной металлоконструкции, определ ют резо- нансные частоты нагруженнойThe method of vibration stabilization of metal structures mainly by vibrators, including determination of the frequency response and vibration treatment of the metal structure at specified frequencies, characterized in that, in order to improve the operational reliability of the loaded metal structure, the resonance frequencies of the loaded metal are determined. металлоконструкции и воздействуют на ненагруженную металлоконструкцию вынужденными колебани ми определенных выше частот в течение 15-30 мин при последовательном использовании каждого р да виб360 В 50 Га.metal constructions and act on the unloaded metal constructions by forced oscillations of the frequencies determined above for 15-30 minutes with the consecutive use of each row of vibro360 V 50 hectares. раторов в качестве задающего и синхронизации остальных путем изменени  фазы возбуждени  до получени  максимума амплитуды вынужденных колебаний в металлоконструкции .rators as a master and synchronization of the rest by changing the phase of the excitation until the maximum amplitude of forced oscillations in the metal structure is obtained.
SU904809629A 1990-01-15 1990-01-15 Method of vibrostabilizing metal structures SU1735400A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904809629A SU1735400A1 (en) 1990-01-15 1990-01-15 Method of vibrostabilizing metal structures

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904809629A SU1735400A1 (en) 1990-01-15 1990-01-15 Method of vibrostabilizing metal structures

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1735400A1 true SU1735400A1 (en) 1992-05-23

Family

ID=21505795

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904809629A SU1735400A1 (en) 1990-01-15 1990-01-15 Method of vibrostabilizing metal structures

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1735400A1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7276824B2 (en) 2005-08-19 2007-10-02 U.I.T., L.L.C. Oscillating system and tool for ultrasonic impact treatment
US7301123B2 (en) 2004-04-29 2007-11-27 U.I.T., L.L.C. Method for modifying or producing materials and joints with specific properties by generating and applying adaptive impulses a normalizing energy thereof and pauses therebetween
US7344609B2 (en) 1998-09-03 2008-03-18 U.I.T., L.L.C. Ultrasonic impact methods for treatment of welded structures
US7431779B2 (en) 1998-09-03 2008-10-07 U.I.T., L.L.C. Ultrasonic impact machining of body surfaces to correct defects and strengthen work surfaces

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент US №3741820, кл G01 М7/00, 1973. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7344609B2 (en) 1998-09-03 2008-03-18 U.I.T., L.L.C. Ultrasonic impact methods for treatment of welded structures
US7431779B2 (en) 1998-09-03 2008-10-07 U.I.T., L.L.C. Ultrasonic impact machining of body surfaces to correct defects and strengthen work surfaces
US7301123B2 (en) 2004-04-29 2007-11-27 U.I.T., L.L.C. Method for modifying or producing materials and joints with specific properties by generating and applying adaptive impulses a normalizing energy thereof and pauses therebetween
US7276824B2 (en) 2005-08-19 2007-10-02 U.I.T., L.L.C. Oscillating system and tool for ultrasonic impact treatment

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR950013283B1 (en) Method of operating a machine for the relaxing of workpieces by vibration
US4426641A (en) Method and apparatus for monitoring the shaft vibration of a rotary machine
SU1735400A1 (en) Method of vibrostabilizing metal structures
US3677831A (en) Stress relief in solid materials
RU2037387C1 (en) Method of vibratory treatment of construction for changing strained and structural state of construction
SU1191769A2 (en) Arrangement for resonance vibration testing
JPH0259638A (en) Compensating method for input of vibration tester
US12000760B2 (en) Resonant frequency vibrational test
SU1766972A1 (en) Method of large-dimension members treatment
SU815551A1 (en) Test for article vibration testing at resonance frequency
JPH0440937A (en) Slice thickness adjusting method for magnetic resonance device
SU949579A1 (en) Seismic vibrator control signal generator
SU1684596A1 (en) Method of determining the residiual stresses being redistributed during processing
SU828357A1 (en) Device for automatic control of synchronous generator excitation
SU1507571A1 (en) System for controlling vibration device for compacting concrete mix
NGUYEN Calculated restitution of structural natural modes from non-appropriated excitations
SU1415071A2 (en) Analyser of vibrations of rotating parts
SU835527A1 (en) Electrodynamic vibrator
SU1270601A1 (en) Device for registering amplitude-frequency characteristic of object
SU1188558A1 (en) Arrangement for random vibration testing
SU887963A2 (en) Resonance vibration testing device
SU1059322A1 (en) Vibration damping device
SU1399355A1 (en) Method and apparatus for treating metal articles
SU732715A1 (en) Method for testing products with sinusoidal vibrations
KR100348664B1 (en) How to improve the thickness of the strip using the exciter