SU1754570A2 - Установка дл определени гидродинамических характеристик тела - Google Patents

Abstract

Использование- гидродинамические ис7Л Фиг / пытани тем, помещенных в жидкости Сущность изобретени 1 установка содержит основание (1), которое ставитс  на стенку (2) гидролотка или бака (3), в котором находитс  жидкость. В основание (1) вмонтирован вертикальный шток (6), на котором закреплена штанга (7), к которой одним концом присоединен упругий элемент (9), а другой конец элемента 9 соединен через силоизме- рительное устройство (10) с телескопической державкой (11) тепа (12) 3 ил (Л С XI сл 4 СЛ XI о Ю

Description

Изобретение относитс  к области экспериментальной гидромеханики

Известна экспериментальна  установка дл  определени  присоединенных масс Я и коэффициентов демпфировани  г тела Установка содержит бак с однородной или стратифицированной рабочей средой, упругую подвеску моделей датчик вертикальных перемещений и систему записи колебаний Установка отличаетс  простотой удобством работы на ней, позвол ет оперативно мен ть частоту колебаний и заглубление моде- пей, варьировать начальные отклонени  Недостаток известной установки в том что она позвол ет определ ть Аи г лишь косвенными методами в предположении что затухающий процесс может быть идентифицирован уравнением линейного колебательного звена. Законность такой модели априорно недоказуема, и поэтому остаетс  сомнение в правильности определени  присоединенных масс и демпфировани  особенно при больших начальных амплитудах и частотах.

Цель изобре-ечи  расширение функциональных возможностей установки

Указанна  цель достигаетс  тем, что установка снабжена силоизмерительным элементом , выполненным с возможностью регистрации действующих на тело сил одновременно с регистрацией его затухающих колебаний Данное техническое решение позвол ет непосредственно сопоставить затухающие колебани  тела и действующие на него силы и в фазы где скорости макси мальны, а ускорени  и перемещени  равны нулю, определить демпфирующие силы, а в фазы, где максимальны ускорени  и перемещени , s скорости равны нулю, определить ине,мионные силы Тем самым предлагаемое техническое решение позволит непосредственно решить вопрос о возможности 2-членного представлени  сил взаимодействи  модели с жидкостью и уточнить значение коэффициентов определ емых косвенным методом

На фиг, 1 изображена установка дл  определени  гидродинамических характеристик тела с силоизмерительным элементом, на фиг. 2 - силоизмерительный элемент на фиг. 3 - характер полученных записей на макете установки

Установка имеет основание 1, которое ставитс  на крышку 2 гидролотка или бака 3 В баке 3 можег быть залита как однородна , так и стратифицированна  по плотно сти жидкость 4 Ча фиг 1 показано что в верхней части бака 3 залита жидкость с плотностью р а в нижней - жидкость с

плотностью pi На границе их раздела создаетс  переходный слой 5 с плотностью рз 0,5( +рг, который специально подкрашиваетс . В основание установки 1 вмонтирован вертикальный шток 6. На нем струбциной на нужной высоте закрепл етс  горизонтальна  штанга 7, к которой на крючке 8 подсоедин ютс  кордовые резинки 9 Нижним концом они через силоизмерительный элемент 10 соединены с телескопической державкой 11 тела 12 Державка имеет стрелку 13, показывающую аертикальное перемещение тела на шкзлэ 14 Стрелка и шкала выполнены с возможностью перемещени  дл  взаимного согласовани  начала отсчета. Державка колеблетс  во второпластовоО втулке 15 На державке закреплена чашка 16 дл  тариро- еочных грузов 17 Кондуктометрический

датчик 18 представл ет собой два изолированных друг от друга электрода, сопротивление между которыми мен етс  в зависимости от глубины погружени  их в воду Они включены в полуг/остовую схему

усилител  переменного 19, а псь чд- нмй подключен к осциллографу. Дл  уравновешивани  тела 12 на упругом элементе 9 дзнной жесткости и на данчом горизонт в стратифицированной по плотности жидкости к испытываемому телу снизу крепитс  хорошо обтекаемый балласт 20 необходимой массы, а в чашу укладываютс  тариръ- вочные грузы (гири) 17, раст гивающие упругую подвеску модели до определенной

величины допускающей линейное поед- ставление восстанавливающей силы npi до- полнительном нагружении или сн тии грузов из

Силоизмерительный элемент представл ет собой тонкое упругое дюралевое кольцо 21, к которому приварены две втулки с резьбой В верхнюю втулку изнутри ввинчиваетс  шток чашки 22 с ферритовым горшочком 23, в котором намотана катушка

индуктивности 24 представл юща  собой одно плечо полумоста. Вторым плечом  вл етс  подстроечный потенциометр 25, Снаружи в верхнюю втулку ввинчиваетс  винт 26 с гаком дл  прикреплени  упругого элемента Этот винт одчовроначно поджимает шток чашки, исключа  возможные люфты в резьбе. В нижнюю втулку 27 сверху ввинчиваетс  шток тйрелочки 28 с приклеенной к ней ферритовой пластинкой 29, а снизу - гак

с резьбой 30, к которому подсоедин етс  держаока тела Из силоизмерительного элемента вывод тс  2 тонких провода, через которые сигнал передаетс  на тензоусили- тель переменного тока

Установка дл  определени  гидродинамических характеристик тела работает следующим образом

Вначале в баке готовитс  среда - однородна  или стратифицированна  жидкость Если опыты провод тс  в стратифицированной жидкости, вначале в бак 3 заливают жидкость (сол ной раствор) с плотностью pi, затем подкрашенный переходный слой 5 с плотностью рз О,5( р + /92) и, наконец жидкость с плотностью р (пресную воду). На крышке 2 бака, устанавливаетс  жестка  рама 1 с вертикальным штоком б Тело 12 при помощи горизонтальной штанги 7, упругой подвески 9 необходимой жесткости, телескопической державки 11 балласта 20 и тарировочных грузов 17 в чашке вывешиваетс  в равновесном положении на определенном горизонте Количество тарировочных грузов в чашке подбираетс  с таким расчетом, чтобы резинки были полуст нуты, и при их сн тии модель имела необходимое перемещение вверх, а при дополнительном нагружении погружалась примерно на ту же величину, вниз. Каждой жесткости резинок будет соответствовать свое количество тарировочных грузов. После этого на державке 11 закрепл етс  стрелка 13, указываюа з  вертик пьные перемещени  тела на шкале 14. Ноль шкалы подводитс  к стрелке. Датчик 18 вертикальных перемещений и силоизмерительный элемент 10 подключаютс  с no yMoqTOPbiM схемам тен- зоусилителей, сигналы которых записываютс  на осциллограф (не показаны) Схемы балансируютс , подбираетс  соответствующа  чувствительность Затем последовательно снимаютс  грузы из чашки и

записываютс  по шкале и на осциллографе перемещени  и отметки действующих сил, затем операци  повтор етс  с добавлением тарировочных грузов Таким путем осуществл етс  тарировка датчика вертикальных перемещений 18 и грузова  тарировка сило- измерительного элемента 10. Сн тие груза соответствует действию силы вверх, дополнительное нагружение - действию силы

вниз.

После этого тело вручную за державку отклон етс  и отпускаетс . Затухающие колебани  тела и действующие на него при этом силы записываютс . Характер записей , полученных на изготовленном макете установки, показан на фиг. 3.

Име  такую синхронную запись колебаний и действующих на тело сил, мгжно в разные фазы колебаний непосредственно

сн ть инерционные и демпфирующие силы и сопоставить их с соответствующими ускорени ми и скорост ми затухающего переходного процесса, а от сил перейти к0 коэффициенту К22 и гу.

Остаетс  при этом и косвенный путь определени  К22 И Гу,

Claims (1)

1. Формула изобретени  Установка дл  определени  гидродинамических характеристик тела по авт. ев №

   1638583, отличающа с  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей за счет обеспечени  синхронного измерени  и записи затухающих колебаний и действующих на тело сил она

   снабжена силоизмерительным элементом, установленным между державкой тела и упругим элементом, и блоком регистрации колебаний и сил.

   3

   -S

   о, О С ac.tef x

   Состивитоп Строков Fexf ад М Моргемтал

   21

   Корректор Н Тупица