SU1746226A1 - Способ определени характера механической системы и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к испытательной технике и может быть использовано при исследовании динамических характеристик механических систем. Цель изобретени  - повышение достоверности определени  характера механической системы при высоких скорост х изменени  частоты возбуждающего воздействи . При реализации способа устройство производит возбуждение колебаний механической системы вибрационным сигналом посто нной амплитуды при увеличении и уменьшении частоты и фиксацию резонансных частот. Повторное проведение этой процедуры при измененной амплитуде возбуждающего сигнала и сопоставление полусумм зарегистрированных резонансных частот позвол ет определить характер системы 2 с.п. ф-лы, 1 ил Ё

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может использоватьс  в машиностроении .

Целью изобретение  вл етс  повышение достоверности определени  характера механической системы при высоких скорост х изменени  частоты возбуждающего воздействи .

Указанна  цель достигаетс  тем, что в соответствии со способом определени  характера механической системы возбуждают колебани  механической системы вибрационным сигналом с посто нной амплитудой и регистрируют частотную характеристику механической системы при увеличении

и уменьшении частоты вибрационного сигнала , определ ют резонансные частоты fi и f2 соответственно при увеличении и уменьшении частоты вибрационного сигнала, определ ют их полусумму Д (ft + f2)/2. измен ют амплитуду возбуждающего вибрационного сигнала, определ ют резонансные частоты fi1 v при увеличении и уменьшении частоты вибрационного сигнала , определ ют их полусумму Д1- (fi1 - izl)/2, сравнивают значениеДи Д, а вывод о нелинейности механической системы делают при Д .

В устройство дл  определени  характера механической системы, содержащее поVJ

4 О

ю ю о

следовательно соединенные блок автоматической развертки частоты, генератор, регул тор амплитуды, усилитель мощности, вибростенд с установленным на нем испытуемым объектом, первый вибропреобразователь , установленный на стенде, второй вибропреобразователь, устанавливаемый на испытуемом объекте, первый и второй согласующие усилители, входом соединенные соответственно с выходами первого и второго вибропреобразователей, преобразователь , фазовый индикатор резонанса и регистратор, вход преобразовател  соединен с первым входом фазового индикатора резонанса, с вторым входом которого соединен первый вход регистратора, выход преобразовател  соединен с вторым входом регул тора амплитуды, дополнительно введены первый и второй сопровождающие фильтры , первые входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго согласующих усилителей, селектор, первый и второй формирователи, схема И, триггер и схема сброса, вход селектора соединен с выходом второго сопровождающего фильтра , первым входом регистратора и вторым входом фазового индикатора резонанса, выход - с входом первого формировател , выход которого соединен с первым входом схемы И, второй вход которой соединен с выходом второго формировател , вход которого соединен с выходом фазового индикатора резонанса, первый вход которого соедине н с выходом первого сопровождающего фильтра, второй вход которого соединен с вторым входом второго сопровождающего фильтра и вторым выходом генератора, первый и второй входы триггера соединены соответственно с выхо дом схемы И и с выходом схемы сброса, вход которой соединен с вторым входом регистратора и выходом триггера.

На чертеже приведена блок-схема устройства , реализующего предлагаемый способ определени  характера механической системы

Устройство дл  определени  характера механической системы содержит последовательно соединенные блок 1 автоматической развертки частоты, генератор 2, регул тор 3 амплитуды, усилитель 4 мощности , вибростенд 5 с установленным на нем испытуемым объектом 6, первый вибропреобразователь 7, установленный на стенде 5, второй вибропреобразователь 8, устанавливаемый на испытуемом объекте 6, соединенные соответственно с первым 9 и вторым 10 согласующими усилител ми Выходы пер вого 9 и второго 10 согласующих усилителей соответственно соединены с первыми входами сопровождающих фильтров 11 и 12, вторые входы которых объединены и соединены с вторым выходом генератора 2. Выход первого сопровождающего фильтра 11

соединен с входом преобразовател  13 и первым входом фазового индикатора 14 резонанса , второй вход которого соединен с входом селектора 15, первым входом регистратора 16 и выходом второго сопровождающего фильтра 12. Выход преобразовател 

13соединен с вторым входом регул тора 3 амплитуды, а выход селектора 15 - с входом первого формировател  17, выход которого соединен с первым входом схемы И 18, второй вход которой соединен с выходом второго формировател  19, вход которого соединен с выходом фазового индикатора

14резонанса Первый и второй входы триггера 20 соединены соответственно с выходом схемы И 18 и выходом схемы 21 сброса, вход которой соединен с вторым входом регистратора 16 и выходом триггера 20.

Способ определени  характера механической системы заключаетс  в следующем.

В механической системе (объекте) 6 возбуждают колебани  воздействием на нее гармоническим сигналом с посто нной амплитудой и переменной частотой, осуществл   увеличение частоты в заданном

диапазоне. При этом обеспечиваетс  фильтраци  субгармоник и ультрагармоник с помощью сопровождающих фильтров 11 и 12, которые выдел ют из сложного сигнала гармонический сигнал с частотой, равной частоге генератора 2. Прм прохождении резонанса системы амплитуда колебаний объекта возрастает, а сдвиг фаз между колебани ми стола вибростенда и объекта измен етс  на угол  /2. По совокупности этих

двух признаков резонанса вырабатывают сигнал включени  регистратора дл  измерени  частоты . После этого осуществл ют обратное изменение частоты с той же скоростью, измер ют резонансную частоту и определ ют

полусумму полученных значений А (fi + i-f2)/2. Затем измен ют амплитуду возбуждающего вибрационного сигнала, осуществл ют аналогично измерени  при увеличении и уменьшении частоты вибрационного сигнапа и определ ют их полусумму A (fi + f2V2. В случае А Д1 механическа  система  вл етс  линейной, так как в этой системе значение резонансной частоты не зависит от амплитуды. Если , то механическа  система  вл етс  нелинейной.

Устройство дл  определени  характера механической системы работает следующим образом.

Блок 1 автоматической развертки частоты осуществл ет максимально возможное дл  используемого генератора 2 линейное увеличение частоты гармонического сигнала в заданном диапазоне. С выхода генера- тора 2 сигнал через регул тор 3 амплитуды и усилитель 4 мощности поступает на вибростенд 5 с установленным на нем объектом

6.При этом сигнал с вибропреобразовател 

7,установленного на столе вибростенда 5, через согласующий усилитель 9, сопровождающий фильтр 11 и преобразователь 13 переменного напр жени  в посто нное поступает на управл ющий вход регул тора 3 амплитуды,,образу  тем самым контур звто- магического поддержани  уровн  вибрации стола вибросгенда 5. Сигнал с вибропреобразовател  8, установленного на объекте 6, через согласующий усилитель 10 и сопровождающий фильтр 12 поступает на селек- тор 15. Сопровождающие фильтры 11 и 12 управл ютс  генератором 2 и обеспечивает выделение из измер емых сигналов основной частоты возбуждаемых колебаний, так как их резонансна  частота поддерживает- с  равной частоте генератора.

При приближении к резонансу системы резко возрастает амплитуда колебаний объекта 6. После достижени  амплитудой заданного порога срабатывани  селектора 15 на его выходе по вл етс  сигнал, поступающий на первый формирователь 17. который вырабатывает пр моугольный импульс (длительностью tui), поступающий на первый вход логической схемы И 18. Одновременно на вход фазового индикатора 14 резонанса поступают гармонические сигналы с сопровождающих фильтров 11 и 12, сдвиг фаз между которыми при совпадении частоты возбуждени  с собственной частотой меха- нической системы измен етс  нал/2. В этот момент на выходе фазового индикатора 14 резонанса по вл етс  сигнал, поступающий на формирователь 19, который вырабатывает пр моугольный импульс (длитель- ностью tu2, причем tu2 « Tui), поступающий на второй вход схемы И 18. При одновременном наличии импульсов на обоих входах схемы И 18 (т.е. амплитудном и фазовом признаках резонанса) на выходе ее по вл - етс  импульс, опрокидывающий триггер 20, выходной сигнал которого поступает на запуск регистратора 16 и через схему 21 сброса возвращает триггер 20 в исходное состо ние. При этом регистратор 16 фикси- рует значение резонансной частоты fi. По еле достижени  границы диапазона развертка частоты автоматически переключаетс  на обратную и начинаетс  линейное уменьшение частоты с той же скоростью.

Аналогично срабатывает бхема И 18 и регистратор 16 фиксирует значение резонансной частоты f2. Действительное значение частоты определ етс  как полусумма измеренных значений Д Изменив уровень входного гармонического сигнала регул тором 3 амплитуды, аналогично осуществл ют измерени , определ ют полусумму полученных значений Л и делают вывод о характере механической системы.

Использование предлагаемых способа и устройства повышает достоверность определени  характера механической системы при повышении скорости изменени  частоты возбуждающего сигнала, что позвол ет сократить врем  исследовани  динамических свойств изделий.

Claims (2)

1. Способ определени  характера механической системы, заключающийс  в том, что возбуждают колебани  механической системы вибрационным сигналом с посто нной амплитудой и регистрируют частотную характеристику механической системы при увеличении и уменьшении частоты вибрационного сигнала, отличающийс  тем, что, с целью повышени  достоверности определени  характера механической системы при высоких скорост х изменени  частоты возбуждающего воздействи , определ ют резонансные частоты ft и f2 соответственно при увеличении и при уменьшении частоты вибрационного сигнала, определ ют их полусумму Д (fi + f2)/2,измен ют амплитуду возбуждающего вибрационного сигнала, определ ют резонансные частоты fi1 и fa при увеличении и уменьшении частоты вибрационного сигнала , определ ют их полусумму Д (f i + fz )/2, сравнивают значение Аи Д1, а вывод о нелинейности механической системы делают при Д .

2. Устройство дл  определени  характера механической системы, содержащее последовательно соединенные блок автоматической развертки частоты, генератор, регул тор амплитуды, усилитель мощности, вибростенд с установленным на нем испытуемым объектом, первый вибропреобразователь , установленный на стенде, второй вибропреобразователь, устанавливаемый на испытуемом объекте, первый v второй согласующие усилители, входом соединенные соответственно с выходами первого и второго вибропреобразователей, преобразователь , фазовый индикатор резонанса и регистратор, вход преобразовател  соединен с первым входом фазового индикатора резонанса, с вторым входом которого соединен первый вход регистратора, выход преобразовател  соединен с вторым входом регул тора амплитуды, отличающеес  тем, что, с целью повышени  достоверности определени  характера механической системы при высоких скорост х изменени  возбуждающего воздействи , оно снабжено первым и вторым сопровождающими фильтрами, входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго согласующих усилителей, селектором , первым и вторым формировател ми, схемой И, триггером и схемой сброса, вход селектора соединен с выходом второго сопровождающего фильтра, первым входом регистратора и вторым входом фазового ин

5

дикатора резонанса, выход - с входом первого формировател , выход которого соединен с первым входом схемы И, второй вход которой соединен с выходом второго формировател , вход которого соединен с выходом фазового индикатора резонанса, первый и второй входы триггера соединены соответственно с выходом схемы 4И и с выходом схемы сброса, вход которой соединен с вторым входом регистратора и выходом триггера, первый вход индикатора резонанса соединен с выходом первого сопровождающего фильтра, второй вход которого соединен с вторым входом второго сопровождающего фильтра и вторым выходом генератора .