SU410295A1

SU410295A1 -

Info

Publication number: SU410295A1
Application number: SU1626370A
Authority: SU
Priority date: 1971-02-15
Filing date: 1971-02-15
Publication date: 1974-01-05

Description

Изобретение относитс к способам исследовани механических свойств материалов и элементов конструкций при переменных нагрузках , а именно к способам онределени характеристик рассе ни энергии при колебани х. Известный снособ заключаетс в том, что возбуждают вынужденные колебани исследуемого образца или элемента конструкции, при помощи регистрирующего прибора фиксируют значени частоты возбуждени и угла сдвига фазы между возмущающей силой и вызываемой ею деформацией, соответствующих некоторому фиксированному значению амплитуды вынужденных колебаний, и вычисл ют по указанным параметрам характеристику рассе ни энергии по формуле Ф. 2:г 1где фа - коэффициент поглощени , соответствующий амплитуде колебаний а исследуемого образца или элемента конструкции; фа - угол сдвига фазы между возмущающей силой и вызываемой ею деформацией образца при амплитуде вынужденных колебаний а; ( На - частота возбуждени , соответствующа амплитуде вынужденных колебал и и а; РО - собственна (резонансна частота колебаний). Недостатком известного способа вл етс ограниченность его использовани , поскольку он базируетс на зависимости (1), получеиной при формально линейном выражении диссипативных сил (дл случа эллиптической петли гистерезиса), не учитывающем вли ни рассе ни энергии на собственную (резонансную) частоту колебаний, которое наблюдаетс в реальных системах и, таким образом, не цозвол ет в общем случае диссипативных сил получить достоверные результаты. Целью изобретени вл етс получение характеристик амплитуднозависимого рассе ни энергии. Это достигаетс тем, что дополнительно возбуждают резонансные колебани при значении возмущающей силы, обеспечивающей максимальную резонансную амплитуду колебаний, равную ранее фиксированной амплитуде вынужденных колебаний, измер ют при этом резонансную частоту колебаний и вычисл ют характеристику рассе ни энергии коэффициент поглощени но формуле V, 2 1где - коэффициент поглощени , соответствующий амплитуде колебаний а исследуемого образца или элемента конструкции;The invention relates to methods for studying the mechanical properties of materials and structural elements at varying loads, and specifically to methods for determining the energy dissipation characteristics of vibrations. The known method consists in exciting stimulated oscillations of a sample or structural element, using a recording device, recording the excitation frequency and phase angle between the disturbing force and the deformation caused by it, corresponding to a certain fixed amplitude of the forced oscillations, and calculated according to energy dissipation characteristic according to formula F. 2: g 1 where phase is the absorption coefficient corresponding to the amplitude of the oscillations of the sample under investigation or and structural member; φ is the phase shift angle between the disturbing force and the deformation of the sample caused by it with the amplitude of forced oscillations a; (At the excitation frequency corresponding to the amplitude of the forced oscillations and and a; PO is the proper (resonant frequency of oscillations). The disadvantage of this method is its limited use, since it is based on the dependence (1), which is formally linear for the dissipative forces (for case of an elliptical hysteresis loop), which does not take into account the effect of energy dissipation on its own (resonant) oscillation frequency, which is observed in real systems and, thus, does not allow in the general case dissipation The aim of the invention is to obtain the characteristics of amplitude-dependent energy dissipation. This is achieved by additional excitation of resonant oscillations at the value of the disturbing force providing the maximum resonant amplitude of oscillations equal to the previously fixed amplitude of forced oscillations, while measuring the resonant frequency oscillations and calculate the energy dissipation characteristic absorption coefficient but the formula V, 2 1 where is the absorption coefficient, corresponding to uyuschy oscillation amplitude as the test sample or the structural member;

Фо - угол сдвига фазы между возмущающей силой и вызываемой ею деформацией образца ири амплитуде вынужденных колебаний а; соа - частота возбуждени , соответствующа амплитуде вынужденных колебаний а;Fo is the phase angle between the disturbing force and the deformation of the sample and the amplitude of forced oscillations a caused by it; coa is the excitation frequency corresponding to the amplitude of forced oscillations a;

Ра - резоиансна частота исследуемого образца или элемента коиструкцин ири максимальной резонансной амплитуде колебаций а.Pa is the resonance frequency of the sample or element co-instruccin ir and the maximum resonant amplitude of oscillations a.

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

Исследуемый образец или элемент конструкции устанавливают, например, на платформе электродинамического вибростенда, возбуждают колебани образца при амплитуде возмущающей силы, обеспечивающей возбуждение резонансных колебаний с амплитудой, большей интересующего значени а, путем регулировани частоты возбуждени добиваютс получени колебаний с интересующим значением амплитуды а и регистрируют соответствующие этой амплитуде значени частоты возбуждени соа и угла сдвига фазы фа между возмун1,ающей силой и деформацией образца. Амплитуда колебаний регистрируетс , например , нри помощи наклеиваемых на образец тензопреобразователей и соответствующей тензометрнческой аппаратуры, частота колебаний, задаваема звуковым генератором через усилитель вибростенда, - с помощью электронносчетного частотомера, а регистраци угла сдвига фазы производитс по сигналам от датчика ускорений, установленного на платформе вибростепда, и тензопреобразователей с по .мощью электроп пого фазометра.The sample or structural element under study is installed, for example, on an electrodynamic vibrostand platform, excite sample oscillations with an amplitude of disturbing force that provides excitation of resonant oscillations with an amplitude greater than the value of interest, by controlling the excitation frequency, obtain oscillations with the amplitude value of interest a and record the the amplitude of the frequency of the excitation of the coa and the phase angle of the phase between the resonant force and the deformation of the sample. The oscillation amplitude is recorded, for example, with the help of strain gauges attached to the sample and the corresponding strain gauge equipment, the oscillation frequency specified by the sound generator through the shaker amplifier, using an electron-countable frequency meter, and the phase angle is recorded by signals from an acceleration sensor installed on the vibroshield platform, and strain gauge transducers with electrical power of a phase meter.

Затем путем регулируемого уменьшени амплитуды возмущаюидей силы возбуждают резонансные колебани с а.мнлитудой, равной ранее фиксированному значению а вынужденных колебаний, и регистрируют соответствующую этой резоиансиой амплитуде частоту резонансных колебаний Ра- По данным измерени частот СОа, Ра И уГЛа сдвига фазы фа ВЫЧИСЛЯЮТ коэффициент поглощени , соответствующий амплитуде колебаний а, но нриведенной формуле (2). Then, by controlled reduction of the amplitude of the disturbances, the forces excite resonant oscillations with an amplitude equal to the previously fixed value of forced oscillations, and the frequency of the resonant oscillations Pa corresponding to this amplitude is recorded, corresponding to the amplitude of oscillations a, but given the formula (2).

Предмет и з о о р е т е н и Subject and use of

Фазовый снособ определени характеристик рассе ни энергии - коэффициента ноглощени при колебани х, который заключаетс вThe phase removal method for determining the energy dissipation characteristics — the coefficient of foot absorption during oscillations, which is

том, что возбуждают вынужден}1ые колебани исследуемого образца или элемента конструкции , при помощи регистрирующего прибора фиксируют значени частоты возбуждени и угла сдвига фазы между возмущающей силойthat the excitation is forced} the first oscillations of the sample or structural element under investigation, using a recording device, record the values of the excitation frequency and the phase angle between the disturbing force

и вызываемой ею деформацией, соответствующих некоторому фиксированному значению амплитуды вынужденных колебаний, и вычисл ют по указанным нараметрам характеристики рассе ни энергии, отличающийс тем, что, с целью получени характеристик амплитуднозависимого рассе ни энергии , дополнительно возбуждают резонансные колебани при значении возмущаюн1,ей силы, соответствующей максимальной резонанснойand the deformation caused by it corresponding to a certain fixed value of the amplitude of forced oscillations, and is calculated from the specified parameters of the energy dissipation characteristic, which, in order to obtain the characteristics of the amplitude-dependent energy dissipation, additionally excite resonant oscillations at a value of the disturbance 1, its force corresponding to maximum resonance

амплитуде колебаний, равной ранее фиксированной амплитуде вынужденных колебаний, измер ют резонансную частоту колебаний и вычисл ют характеристику рассе ни энергии- коэффициент поглощени по формулеthe amplitude of the oscillations equal to the previously fixed amplitude of the forced oscillations, measure the resonant frequency of the oscillations and calculate the energy dissipation-absorption coefficient by the formula

,|,2Л1- .tg,,, |, 2Л1- .tg ,,

е 1|)о - коэффициент поглощени , соответствующий амплитуде колебаний а исследуемого образца или элемента конструкции;е 1 |) о is the absorption coefficient corresponding to the amplitude of oscillations a of the sample or structural member under investigation;

фа - угол сдвига фазы между возмущающей силой и вызываемой ею деформацией образца при амплитуде вынужденных колебаний а;φ is the phase shift angle between the disturbing force and the deformation of the sample caused by it with the amplitude of forced oscillations a;

(Da - частота возбуждени , соответствующа амплитуде вьщужденных колебаний а;(Da is the excitation frequency corresponding to the amplitude of the induced oscillations a;

Ра - резонансна частота исследуемого образца или элемента конструкции при максимальной резонансной амплитуде колебаний а.Pa is the resonant frequency of the sample or component under study at the maximum resonant amplitude of oscillations a.