SU739976A1 - Method and device for vibration testing of complex structures - Google Patents

Method and device for vibration testing of complex structures Download PDF

Info

Publication number
SU739976A1
SU739976A1 SU762322874A SU2322874A SU739976A1 SU 739976 A1 SU739976 A1 SU 739976A1 SU 762322874 A SU762322874 A SU 762322874A SU 2322874 A SU2322874 A SU 2322874A SU 739976 A1 SU739976 A1 SU 739976A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
signal
level
excitation
phase
adder
Prior art date
Application number
SU762322874A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.И. Смыслов
Е.А. Жаров
В.М. Язвин
Ю.А. Грузов
Original Assignee
Предприятие П/Я А-1393
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 А-1393 filed Critical Предприятие П/Я А-1393
Priority to SU762322874A priority Critical patent/SU739976A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU739976A1 publication Critical patent/SU739976A1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Volume Flow (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)

Description

определенным количеством сил, разме- Ценных в наиболее ха рактерны с точках испытуемой сложной конструкции. a certain number of forces that are valuable at the most characteristic points of the complex structure under test.

Наиболее блйЭГкнм к предлагаёмому по технической сущности и достигаемрму УёзулЬтату  вл етс  способ вибрациолных испытаний сложной конструкций , например летательного аппарата, по которому ггрЬизвод тмнЪготочёчное возбуждение гармонических колебаний .конструкции с помощью питаемых от одного управл емого синусоидального генератора силовозбудителей и.осуществЯЯЙ5Т резонансную настройку дл  выделени  искомой формы колебаний, дЛ  чего управл ют уровнем возбуждени  отдельных силовоэбудителей и частотой возбуждени , формиру  сигналы управлени  с помощью виброизмерительных преобразователей, которые устадавлиёдают If точках возбуждени  конструкции . Most blyEGknm predlagaomomu to the technical essence and dostigaemrmu Uozultatu is a method vibratsiolnyh test complex designs, such as the aircraft on which ggrizvod tmngotochochnoe excitation of harmonic oscillations .konstruktsii fed via one controlled sinusoidal generator energizer i.osuschestvYaYaY5T resonant tuning to isolate the desired shape fluctuations, for which control the level of excitation of individual power drivers and the frequency of excitation, forming control drives with vibration-measuring transducers, which set If the excitation points of the structure.

При этом предварительно устанавли-v вают общий уровень 15ОэбуждеНи , достаточно малый, чтобы избежать перегрузки конструкции, выбирают опорную точку возбуждени , в которой вычисленное произведение массы на амплитуду колебаний максимально дл  исследуемой формы колебаний, подают сигнал на силовозбудйтель, присоединенный в опо 5ной точке конструкции, и по сигналу виброизмерительного преобразовател  в этой точке регулируют частоту возбуждени  до момента достижени  резонанса, затем последовательно включают силовозбудители в остальных точках, управл   уровнем возбуждени  отдельных силовозбудителей и частотой возбуждений до тех пор, пока во всех точках не будет достигнут резонанс. Критерием резонанса служит определенный (в.зависимости от измер емого параметра-вибрации ) угол сдвига фаз между возр/г/щающей силовой и виброскоростью (ви.брОперемещением, вибро скорепием ) в точке возбуждени . В автоматическом режиме сигнал управлени  формируетс  путем сравнени  фазы сигнала виброизмерительного преобразовател  с фазой опорногосигнала.At the same time, a general 15Oxenation level, which is small enough to avoid overloading the structure, is preset; an excitation reference point is chosen, in which the calculated product of mass and amplitude of oscillations is maximal for the vibration form under investigation, and a signal is sent to the power point connected and according to the signal of the vibration measuring transducer at this point, they regulate the frequency of the excitation until reaching the resonance, then successively turn on the exciters in the rest points controlling the excitation level and the energizer individual excitation frequency as long as all points not resonance is achieved. The resonance criterion is a specific (in dependence on the measured parameter-vibration) phase shift angle between the acceleration / g / force and vibration velocity (vibro-displacement, vibration velocity) at the point of excitation. In the automatic mode, the control signal is generated by comparing the phase of the signal of the vibration measuring transducer with the phase of the reference signal.

Устройство дл  осуществлени  этого способа содержит последовательно включенные управл емый синусоидальный генератор, блок регулировки общего уровн  возбуждени ,, параллельныеAn apparatus for carrying out this method comprises a series-connected controlled sinusoidal generator, a unit for adjusting a common level of excitation, parallel

каналы возбужден1Тй с ре гУл  тЬромChannels are excited from the middle of the world.

уровн  и силовозбудителем в каждом канале, виброизмерительные преобразоватё и по числу каналож и пЬдключейные к преобразовател м цепи формировани  сигналов управлени , вкотбрйе включены фазовые детекторы 2.level and energizer in each channel, vibration measuring transducers and by the number of channels and control switches to the control signal forming circuits, the phase detectors are turned on.

Использование фазового критери  резонанса не всегда приводит к жалаеМому рёзультату. Это объ сн етс The use of the phase criterion of resonance does not always lead to a regrettable result. This is explained by

тем, что колебание точкй, в которойthe fact that the oscillation point in which

контрОйирУет с  упомЯнутый ранее . сдвиг фг13 7 не всегда характеризуетcontributes from the previously mentioned. the shift fg13 7 does not always characterize

колебани всей конструкции. В тех случа х, когда амплитуда колебаний заметно вли ет на частоту, процесс регулировки возбуждающих сил искажаетс  вли нием нелинейности конструкции , т.е. полученное удовлетворительное распределение сил дл  одного Р°ВД колебаний может быть непригодным дл  другого уровн . Подстройка частоты по сдвигу фаз только в опорной точке не всегда определ ет правильность подбора уровн  и фазы возбуждающих сил в других точках возбуждени , так как требуемый сдвиг фаз в опорной точке может быть получен при некотором случайном, не харатеризующем данную форму колебаний . распределении уровней и фаз возбужда ющих сил.oscillations of the whole structure. In cases where the amplitude of the oscillations noticeably affects the frequency, the process of adjusting the excitation forces is distorted by the influence of the nonlinearity of the structure, i.e. the resulting satisfactory distribution of forces for one P ° VD oscillation may not be suitable for another level. Adjusting the frequency by the phase shift only at the reference point does not always determine the correctness of the selection of the level and phase of the exciting forces at other points of the excitation, since the required phase shift at the reference point can be obtained with some random, not characterizing this form of oscillation. distribution of levels and phases of exciting forces.

Цель изобрезтени  - .повышение точности испытаний.The aim of the image is to increase the accuracy of the tests.

Это достигаетс  тем, что сигналы управлени  формируют в виде синфазной и квадратурной составл ющих суммы приведенных к одному знаку сигналов виброизмерительных преобразователей и в виде суммы квадратов квадратурных или синфазных составл ющих сигналов виброизмерительных преобразователей , с помощью первых двух сигналов щравл ют общим у эовнем и частотой возбуждени  так, чтобы синфазна  соста.вл юща  была посто нной, а квадратурна  равна О, или наоборот а уровнем возбуждени  отдельных силовозбудителей управл ют до обеспечени  минимизации суммы квадратов квадратурных или синфазных составл ющих сигналов виброизрлерительных преобразователей , недостижение минимизации принимают за критерий окончани  резонансной настройки.This is achieved by controlling the signals in the form of the in-phase and quadrature components of the sum of the vibration-measuring transducer signals converted to one sign and in the form of the squares of the quadrature or in-phase component signals of the vibration-measuring transducers using the first two signals of the common frequency and the excitation frequency so that the in-phase composition is constant, and the quadrature is equal to 0, or vice versa, and the level of excitation of individual energizers is controlled to ensure min immitating the sum of squares of quadrature or in-phase components of the signals of vibration-proof transducers, the failure to achieve minimization is taken as the criterion for the end of the resonant tuning.

Устройство дл  осуществлени  способа имеет две цепи формировани  сигналов управлени , одна из которых содержит последовательно включенные cvMiviaTOp, синхронный детектор, один выход которого соединен с управл ющим входом синусоидального генератора , а другой - с управл ющим входом блока регулировки общего уровн  возбуждени , и выборочно включаемое мехДУ сумматором и виброизмерительными преобразовател ми фазоинверторы,а друга  цепь формировани  содержит последовательно подключенные к виброизмерительным преобразовател м синхронные детекторы, квадраторы н , ётброй cyMiviaTop, Это устройство може быть снабжено также оптимизатором, вход которого подклю.чен к выходу второго сугФтатора, а выходы - к управл ющим входам регул торов уровн .The device for implementing the method has two control signal generation circuits, one of which contains cvMiviaTOp connected in series, a synchronous detector, one output of which is connected to the control input of a sinusoidal generator, and the other to the control input of the control unit of the overall excitation level phase inverters with an adder and vibration-measuring converters, and the other circuit of the formation contains synchronous synchronous connected in series to the vibration-measuring converters etektory, square n, otbroy cyMiviaTop, This device whose input is Mauger also be provided by the optimizer, for the exit of the second podklyu.chen sugFtatora and outputs - to the control inputs of the level regulator tori.

На чертеже представлена блок-схе.ма ,устройства дл  осуществлени  способа . . The drawing shows a block diagram of a device for carrying out the method. .

Claims (1)

Устройство содержит последовательно .включенные управл емый синусоидальный генератор 1,-блок 2 регулировки общего уровн  возбуждени , параллельные каналы возбуждени , в каж дом из которых имеетс  регул тор 3 уровн  и силовозбудители 4, устанавливаемые в точках возбуждени  испытуемой Конструкции 5 виброизмеритель ные преобразователи 6 по числу каналов возбуждени  и подключенные к преобразовател м б две цепи.формировани  сигналов управлени . Одна из цепей формировани  содержит последовательно включенные сумматор 7, синх ронный детектор 8,один выход которог соединен с управл ющим входом блока регулировки общего уровн  возбуждени , а другой выход - с управл кхцим входом генератора 1, и фазоинвёрторы 9, выборочно включаемые между сумматором 7 и преобразовател ми б с помощью переключателей 10. Друга  цепь формировани  содержит последовательно подключенные к преобразовател м б синхронные детекторы 11,квад раторы 12 и второй сумматор 13, выход которого может быть соединен с упра:вл ющими входами регул торов 3 через опти.мизатор 14. Способ испытаний осуществл етс  следующим образом. С помощью блока 2 устанавливают общий уровень возбуждени .Выбирают .опорную точку возбуждени . Подают сигнал на силовозбудитель 3 в опорно точке конструкции 5 и по сигналу пре бразовател  б., установленного в этой точке, регулируют частоту генератора 1 так, чтобы сигнал виброскорости был в фазе с силой. Затем подают сиг нал на все силовозбудители 4. С помощью сумматора 7 формируют суммарный сигнал, предварительно при вод  к одному знаку синфазные состав л Ющие сигналов преобразователей б с помощью фазоинверторов 9. С помощью синхронного детектора 8 раскл ывают суммарный сигнал на синфазную составл ющую (т.е. наход щуюс  в фа зе с опорным сигналрм) и квадратурную составл ющую (т.е. сдвинутую на отношению к опорному сигналу) Подают синфазную составл ющую на . блок 2 и, измен   уровень возбуждени , поддерживают неизменной ве личину синфазной составл ющей, т.е. поддерживают посто нным уровень коле баний конструкции 5. Подают квадратурную составл ющую на генератор 1 и измен   частоту возбуждени , поддерживают нулевым уровень квадратурной составл ющей, т.е. обеспечивают нуле вой сдвиг фазы виброскорости по отно шению к фазе возбуждающей силы. Формируют минимизируемый сигнал, дл  че го с помощью синхронных детекторов 1 выдел ют квадратурные составл ющие сигналов преобразователей б, возвод  их с помощью квадраторов 12 в квадрат , чтобы, избавитьс  от знака сигна ла, а зйтем суммируютполучанные сигналы . Уровень возбуждени  в отдельных каналах регулируют с помощью регул торов 3 уровн  так, чтобы уменьшилась величина минимизируемого сигнала. Это можно осуществить ручной регулировкой с наблюдением величины минимизируемого сигнала по показанию вольтметра (на чертеже не показан), подключенного к выходу сумматора 13, или же автоматически с помощью оптимизатора 14. Процесс продолжаетс  до тех пор, пока минимизируемый сигнал не достигнет наименьшего возможного уровн  (в пределе нул ). При использовании преобразователей перемещени  или ускорени  вместо преобразователей скорости минимизируемый сигнал формируетс  как синфазных составл ющих,, азнаки слагаемых суммарного сигнала определ ютс  .. знака ш квадратурных составл ющих. Соответственно, уровень колебаний поддерживаетс  по квадратурной,, а частота - по синфазной составл ющей суммарного сигнала. Предложенный способ испытаний сложных механических конструкций и устройство дл  его осуществлени  позвол ют выделить тон колебаний нелинейно11 системы значительно .быстрее, надежнее и качественнее, благодар  введению в процесс разработанных и теоретически обоснованных критериев регулировки, таких как.критерий изменени  частоты возбуждени  и критерий изменени  общего уровн  возбуждени , а также критери  оптимальности. . Использование способа и устройства дл  его осуществлени  обеспечивает по сравнению с существующими способами повышение точности результатов испытаний, что приводит к созданию более совершенных и качественных испытуемых конструкций, значительно сокращаетс  врем  подбора оптимального режима испытаний, а, следовательно , уменьшаютс  сроки проведени  испытаний , кроме того, создаетс  воз-, можность полной автоматизации испытаний , а также исключаетс  веро тность разрушени  конструкции в процессе испытани  за счётограничени  УровН  колебани, что позвол ет обходитьс  при испытани х минимальным количеством дорогосто щих конструкций. Формула изобретени  1. Способ вибрационных испытаний сложной конструкции, например летательного аппарата, по которому производ т многоточе ное возбуждение гармонических колебаний конструкции с помощью питаемых от одного управл емого синусоидального генератораThe device contains sequentially connected controlled sinusoidal generator 1, -block 2 for adjusting the total excitation level, parallel excitation channels, each of which has a level 3 regulator and exciters 4 installed at the excitation points of the tested Design 5 vibration-measuring transducers 6 by number excitation channels and two circuits connected to converters of the control signal forming circuit. One of the formation circuits contains a series-connected adder 7, a synchronous detector 8, one output which is connected to the control input of the control unit for the overall excitation level, and the other output from the control input of the generator 1, and phase inverters 9, which are switched on selectively between the adder 7 and converters b using switches 10. Another shaping circuit contains synchronous detectors 11 that are sequentially connected to converters b, quadrants 12 and a second adder 13, the output of which can be connected to a control yuschimi inputs regulators opti.mizator 3 through 14. The test method is carried out as follows. Using block 2, the total level of arousal is set. A base point of excitation is selected. A signal is sent to the energizer 3 at the support point of structure 5 and the signal of the transducer B. installed at this point regulates the frequency of the generator 1 so that the signal of the vibration velocity is in phase with force. Then, signals are sent to all energizers 4. With the help of adder 7, a total signal is formed, beforehand, the common mode components are transmitted to a single sign using transmitting inverters 9. Using a synchronous detector 8, the total signal is spread to the common mode component (t i.e. in phase with reference signal) and quadrature component (i.e. shifted relative to reference signal). An in-phase component is supplied. block 2 and, by changing the level of arousal, maintain a constant value of the common-mode component, i.e. the level of oscillations of the structure 5 is kept constant. A quadrature component is supplied to the generator 1 and the excitation frequency is changed, the level of the quadrature component is maintained, i.e. provide a zero phase shift of the vibration velocity relative to the phase of the exciting force. A minimized signal is formed, for which, using synchronous detectors 1, the quadrature components of the transducer signals are extracted, quadratic squares are used to square them in order to eliminate the sign of the signal, and then the received signals are summed up. The excitation level in the individual channels is adjusted by means of level 3 controllers so that the magnitude of the signal being minimized decreases. This can be done by manual adjustment with observation of the magnitude of the minimized signal as measured by a voltmeter (not shown) connected to the output of the adder 13, or automatically using an optimizer 14. The process continues until the minimized signal reaches the lowest possible level (in limit zero). When using displacement or acceleration transducers instead of speed transducers, the minimized signal is formed as in-phase components, the signs of the sum components of the sum signal are determined by the sign of the w quadrature components. Accordingly, the level of oscillations is maintained by the quadrature, and the frequency by the in-phase component of the sum signal. The proposed method of testing complex mechanical structures and a device for its implementation make it possible to isolate the tone of oscillations of a nonlinear system much faster, more reliably and more qualitatively, by introducing into the process developed and theoretically reasonable adjustment criteria, such as the criterion for changing the frequency of the excitation and the criterion for changing the overall level of excitation as well as optimality criteria. . The use of the method and device for its implementation provides, in comparison with the existing methods, an increase in the accuracy of the test results, which leads to the creation of more perfect and high-quality tested structures, the time required for selecting the optimal test mode is significantly reduced, and, consequently, the test time is reduced, and the possibility of fully automating the tests, as well as eliminating the likelihood of structural failure during the test due to the limitation of the level fluctuations, which can be avoided when tested by a minimum number of expensive structures. Claims 1. A method of vibration testing of a complex structure, for example, an aircraft, according to which a multi-point excitation of harmonic oscillations of a structure is effected using a controlled sinusoidal generator
SU762322874A 1976-02-09 1976-02-09 Method and device for vibration testing of complex structures SU739976A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU762322874A SU739976A1 (en) 1976-02-09 1976-02-09 Method and device for vibration testing of complex structures

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU762322874A SU739976A1 (en) 1976-02-09 1976-02-09 Method and device for vibration testing of complex structures

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU739976A1 true SU739976A1 (en) 1981-10-15

Family

ID=20648382

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU762322874A SU739976A1 (en) 1976-02-09 1976-02-09 Method and device for vibration testing of complex structures

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU739976A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2715369C1 (en) * 2019-07-24 2020-02-26 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") Method for determining partial frequencies of a controlled surface of an aircraft and device for its implementation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2715369C1 (en) * 2019-07-24 2020-02-26 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") Method for determining partial frequencies of a controlled surface of an aircraft and device for its implementation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107543672B (en) Multiple degrees of freedom micro-vibration environmental simulation method
CA1082366A (en) Method and apparatus for determining weight and mass
SU739976A1 (en) Method and device for vibration testing of complex structures
CN103759722B (en) Electrostatic method of adjustment and the electrostatic of a kind of annular gyroscope adjust system
US3420098A (en) Transient synthesizing system
SU991213A1 (en) Device for article vibration testing
SU970161A1 (en) Multi-channel device for testing articles for polyharmonic vibrations
SU1086389A1 (en) Acceleration meter sensitivity vector measuring method
RU95109960A (en) Method of dynamic tests of large-size structures and pulse force exciter for realization of this method
SU1633294A1 (en) Determining resonance frequency of structure components
SU1147940A2 (en) Self-excited oscillation stand for program testing
US12000760B2 (en) Resonant frequency vibrational test
SU1714384A1 (en) Vibration-testing machine
SU909753A2 (en) Device for determination of energy object regulating system stability degree
SU1191769A2 (en) Arrangement for resonance vibration testing
SU1381343A1 (en) Method of determining propagation rate of acoustic vibrations in media
SU853459A1 (en) Device for testing objects for vibration strength
SU1422043A1 (en) Device for testing article for random vibration
CN102759838B (en) For regulating the control method of femtosecond CARS quantum microscope signal to noise ratio (S/N ratio) continuously
JPH0259638A (en) Compensating method for input of vibration tester
SU1384991A2 (en) Device for testing for random vibrations
SU715942A1 (en) Device for measuring resonance frequencies of mechanical oscillation of instruments
SU1415103A1 (en) Method of determining characteristics of dispersion of energy in vibrations of linear mechanical system
SU970167A1 (en) Device for reproducing narrow-band random vibration
SU1738378A1 (en) Device for excitation of vibrations