SU838489A2 - Устройство дл лабораторных испы-ТАНий САМОдЕМпфиРующиХ СВОйСТВ ТЕлАТипА СТРуНы - Google Patents

Description

Устройство относится к испытательной технике, а именно к устройствам для лабораторных испытаний самодемпфирующих свойств тела типа струны.

По основному авт.св. № 452761 известно устройство для лабораторных испытаний самодемпфирующих свойств тела типа струны, содержащее раму с диэлектрическими колодками, установленную на вибраторе, плоскую пружину, посередине жестко соединяемую с исследуемым телом, шарнирно закрепленную на раме, и имеющую возможность перемещаться пару электромагнитов, с которыми соприкасаются свободные кон-₁₅ цы плоской пружины, диэлектрические тяги, прикрепленные к электромагнитам и снабжённые металлическими наконечниками, и неподвижно закрепленную пару электромагнитов, установленных на раме через диэлектрические колодки, при этом металлические наконечники являются якорями неподвижных электромагнитов [1].

Недостатками этого устройства являются ограниченное число типов воспроизводимых динамических воздействий , а также отсутствие возможности проведения статических испытаний струн с целью анализа их силовых характеристик.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено расположенным' между неподвижными электромагнитами соосно вибратору дополнительным электромагнитом, динамометрической стойкой, соединяющим их ходовым винтом и индикатором перемещения струны.

На фиг. 1 схематически изображено описываемое устройство; на фиг. 2 пульт управления устройством.

Устройство содержит раму I с диэлектрическими колодками 2 и 3, установленную на столе 4 вибратора 5,плоскую пружину 6, посередине жестко соединяемую с элементом 7 крепления, фикз 838489 сирующим испытуемое изделие - струну 8, шарнирно закрепленную на раме 1 и имеющую возможность перемещаться пару электромагнитов 9 и 10, с которыми соприкасаются концы плоской пружины 6, диэлектрические тяги 11 и 12, прикрепленные к электромагнитам 9 и 10 и снабженные металлическими наконечниками, являющимися сердечниками 13 двух неподвижно установленных на ра- _)f) ме 1 через диэлектрические колодки 2 и 3 электромагнитов 14 и 15. Электромагниты 14 и 15 выполнены поляризованными с взаимоувязанной регулировкой магнитного поля и снабжены пос- ₁₅ тоянными магнитами (не показаны), поле которых противодействует или скла- . дывается (в зависимости от направления тока) с полем электромагнитов 14 и 15, что дает возможность при неболь„ 20 шои мощности источника питания электромагнитов 14 и 15 получать значительные тяговые усилия. Между электромагнитами 14 и 15 расположена жесткая поперечина 16, на которой соосно вибратору 5 установлены динамометрическая стойка 17 и дополнительный электромагнит 18, связанный посредством ходового винта с вертлюгом 20 динамометра 21. На плоской пружине 6 под струной 8 закреплен соосный сердечнику электромагнита 18 металлический диск 22. На вибраторе 5 закреплена лапа 23, несущая пульт 24 управления и измерительную стойку 25 с индикатором 26 перемещения струны 8. Пульт 24 управления (фиг.2) содержит тумблер 25, посредством которого осуществляется одновременная запитка электромагнитов 9 и 10, 14 и 15, регулирующую ручку 26 плавной и одновременной (взаимоувязанной) регулировки магнитного поля (тягового усилия ) электромагнитов 14 и 15, переключатель 27 полярности источника тока, кнопку 28 запуска вибратора 5, тумблер 29 запитки электромагнита 18 и тумблер 30 запитки электромагнитов 14 и 15.

В случае создания начального возбуждения струны 8 в виде гармонических j полигармонических, случайных и других типов возбуждения устройство работает следующим образом.

Тумблером 25 включаются обе пары ' _? электромагнитов 9и 10, 14 и 15, а ручка регулирования 26 и переключатель 27 полярности заранее установлены в положение, при котором уровень и на правление электромагнитного поля в поляризованных электромагнитах 14 и 15 компенсирует поле их постоянных магнитов, в результате чего к тягам 11 и 12 не приложено никакого усилия, и· электромагниты 9 и 10, свободно поворачиваясь на шарнирах, притягивают свободные концы плоской пружины 6, после чего кнопкой 28 запускается вибратор 5, который при достижении установившихся колебаний струны 8 (т. е. после окончания переходного периода) выключается. Одновременно поворотом тумблера 25 обесточиваются 9и 10, 14 и 15, и постоянное магнитное поле электромагнитов 14 и 15 вытягивает сердечники 13, которые через диэлектрические тяги 11 и 12 от водят вниз на требуемую во избежание ударов концов пластины 6 величину электромагниты 9 и 10. Характеристики затухающих свободных колебаний записываются с помощью датчиков и контрольноизмерительной аппаратуры. Можно записать и характеристики демпфирования вынужденных колебаний, что осуществляется при работающем вибраторе 5.

При создании начального возмущения типа Щипок расположенный на динамометрической стойке 17 электромагнит 18 вращением ходового винта 19 подводится до соприкосновения с диском 24, который при запитке дополнительного электромагнита 18 поворотом тумблера 29, притягивается его сердечником. Регулирующей ручкой 26 при включенных тумблером 36 электромагнитах 14 и 15 создается контролируемое по динамометру 21 или индикатору 26 (если задана упругая деформация струны 8) требуемое тяговое усилие, которое через поперечину 16, динамометрическую стойку 17 и электромагнит 18 вызывает натяжение струны 8, сообщая ей определенную потенциальную энергию упругой деформации, которая, освобождаясь при выключении электромагнита 18, обусловливает затухающие колебания струны 8, близкие к тем, которые возникают при ее Щипке. Если электромагнит 18 выполнить с сердечником вращательно-поступательного типа, то появляется возможность создавать начальное возмущение, вызывающее поперечно-крутильные затухающие колебания струны 8 (осуществляются в той же последовательности, что и создание воздействия типа Щипок). Можно также прикладывать к струне 8 комбинированное воз5 838489 6 действие, например, полигармоническая вибрация + Щипок: после того как струна натянута отошедшим вниз электромагнитом 18, запускается вибратор 5(т.е. вибрация передается на натяну- ₅ тую струну' 8), который затем одновременно с электромагнитом 18 выключается, и струна 8 совершает затухающие колебания под влиянием сложного начального возмущения. Ю

При создании начального возбуждения струны в виде ударного импульса электромагнит 18 выполняет роль бойка_; который подводится к диску 22 до образования между ними небольшого за- 15 зора (величина зазора, а также геометрия диска 22 и бойка - сердечника электромагнита 18 могут широко варьироваться и подобраны так, чтобы получать ударные импульсы любого вида), 20 после че'го быстрым поворотом и возвращением в исходное положение регулирующей ручки.26 осуществляется изменение по.величине и направлению магнитного поля, а следовательно, и при-25 ложенного к динамометрической стойке 17 тягового усилия, во включенных электромагнитах 14 и 15, в результате чего электромагнит 17 наносит удар по диску 22 и отходит вниз, а струна ₃θ 8 под действием ударной нагрузки совершает затухающие колебания.

Следует отметить, что анализ и сравнение характеристик затухания изделий типа струны при различных вышеописан-₃₅ ных видах начальных воздействий крайне необходимы, например при конструировании тросовык амортизаторов, которые относятся к наиболее перспективным видам виброзащитных средств и содержат ₄₀ в качестве упругого элемента трос или струну.

Статические испытания проводятся с целью снятия силовой характеристики F = f(x), где F - сила; х -продольная ₄₅ или поперечная деформация струны. Этот вид испытаний очень важен для изучения особенностей силовых характеристик деформируемых струн и тросов. Перед включением электромагнита 18 и сцеп- ₅₀ ления его сердечника с диском 22 стрелки динамометра 21 и индикатора 26 устанавливаются· на ноль путем создания'в обеих поляризованных электромагнитах 14 и 15 такого уровня и направления ₅₅ магнитного поля (а это достигается изменением силы тока при повороте регулирующей ручки 26 и переводе переключателя 27 полярности в соответствующее положение), которые компенсировали бы поле постоянного магнита и вес подвижной части (поперечина 16, динамометрическая стойка 17 и т.д.) и создавали тяговое усилие, направленное вверх и равное F^= 2Е)+Р; D=0, где F^ - суммарная сила, которую необходимо приложить к поперечине 16 (во избежание погрешностей измерения поперечина 16 должна быть достаточно жесткой), чтобы динамометр 21 и индикатор 26 стояли на нуле; ξ - сила магнитного поля каждого из вмонтированных в электромагниты 14 и 15 постоянных магнитов; Р - суммарный вес стойки 17, поперечины 16 и т.д.'Э - показания динамометра 21 (следует отметить, что вес подвижной части может компенсироваться специальными пружинами и не учитываться), после чего запитывается электромагнит 18. Уменьшая интенсивность магнитного поля плавным вращением регулирующей ручки 26 и считывая через определенные интервалы нагрузку на струну 8 и ее деформацию по показаниям динамометра 21 и индикатора 26 в момент, когда; Fg = 0> a D= 2р|-»-Р , тумблером 30 переключается полярность, в· результате чего в электромагнитах 14 и 15 возникает магнитное поле, совпадающее по направлению с полями их постоянных магнитов, все более усиливая их по мере вращения регулирующей ручки 27. Максимальная нагрузка, которую покажет динамометр: 2FJ + P+ ^гД^е о ~ максимальная сила тяги, возникающая в каждом из электромагнитов 14 и 15 при протекании через них электрического тока наибольшей величины (отсюда видно, что если бы электромагниты 14 и 15 были бе не поляризованными, а обычного типа, то F₄ - 0 и 2F_O>P » т.е. Диапазон воспроизводимых нагрузок при той же мощности источника питания был бы меньше, что снижает информативность силовой характеристики). Далее в той же последовательности и с теми же интервалами осуществляется разгрузка, т.е. движение динамометрической стойки 17 вверх, после чего строятся и анализируются графики силовых характеристик нагрузки и разгрузки.

Использование данного устройства при испытании самодемпфирующих. свойств тела типа струны позволяет по сравнению с известными устройствами значительно расширить диапазон динамичес7 838489 ких испытаний, а также проводить статические испытания.

Claims (1)

1. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛАБОРАТОРНЫХ ИСПЫТАНИЙ СА ЮДЕМПФИРУЮЩИХ СВОЙСТВ ТЕЛА ТИПА СТРУНЫ 38 сирующим испытуемое изделие - струну 8, шарнирно закрепленную на раме 1 и имеющую возможность перемещатьс  пару электромагнитов 9 и 10, с которыми со прикасаютс  концы плоской пружины 6, диэлектрические т ги 11 и 12, прикрепленные к электромагнитам 9 и 10 и снабженные металлическими наконечниками ,  вл ющимис  сердечниками 13 двух неподвижно установленных на раме 1 через диэлектрические колодки 2 и 3 электромагнитов 14 и 15, Электромагниты 14 и 15 выполнены пол ризованными с взаимоув занной регулировкой магнитного пол  и снабжены посто нными магнитами (не показаны), поле которых противодействует или скла дываетс  (в зависимости от направлени  тока) с полем электромагнитов 1-4 и 15, -что дает возможность при небол шой мощности источника питани  электромагнитов 14 и 15 получать значительные т говые усили . Между электромагнитами 14.и 15 расположена жестка  поперечина 16, на которой со осно вибратору 5 установлены динамометрическа  стойка 17 и дополнительный электромагнит 18, св занный посредством ходового винта с вертлюгом 20 динамометра 21. На плоской пружине 6 под струной 8 закреплен соосный сердечнику электромагнита 18 металлический диск 22. На вибраторе 5 закреплена лапа 23, несуща  пульт 24 управлени  и измерительную стойку 25 с И1адикатором 26 перемещени  струны Пульт 24 управлени  (фиг,2) содер лшт тумблер 25, посредством которого осуществл етс  одновременна  запитка электромагнитов 9 и 10, 14 и 15, регулирующую ручку 26 плавной и одно-временной (взаимоув занной) регулировки магнитного пол  (т гового усили  ) электромагнитов 14 и 15, переключатель 27 пол рности источника тока , кнопку 28 запуска вибратора 5, тумблер 29 запитки электромагнита 18 и тумблер 30 запитки электромагнитов 14 и 15, В случае создани  начального возб дени  струны 8 в виде гармонических полигармонических, случайных и други типов возбуждени  устройство работае следующим образом. Тумблером 25 включаютс  обе пары электромагнитов 9и10, 14и15, а р ка регулировани  26 и переключатель 27 пол рности заранее установлены в положение, при котором уровень и наПравление электромагнитного пол  в пол ризованных электромагнитах 14 и 15 компенсирует поле их посто нных магнитов , в результате чего к т гам 11 и 12 не приложено никакого усили , И- электромагниты 9 и 10, свободно поворачива сь на шарнирах, прит гивают свободные концы плоской пруисины 6, после чего кнопкой 28 запускаетс  вибратор 5, который при достижении установившихс  колебаний струны 8 (т. е, после окончани  переходного периода) выключаетс . Одновременно поворотом тумблера 25 обесточиваютс  9и 10, 14и 15, и посто нное магнитное поле электромагнитов 14 и 15 выт гивает сердечники 13, которые через диэлектрические т ги 11 и 12 от вод т вниз на требуемую во избежание ударов концов пластины 6 величину электромагниты 9 и 10. Характеристики затухающих свободных колебаний записываютс  с помощью датчиков и контрольноизмерительной аппаратуры. Можно паписать и характеристики демпфировани  вынужденных колебаний, что осуществл етс  при работающем вибраторе 5. При создании начального возмущени  типа Щипок расположенный на динамометрической стойке 17 электромагнит 18 вращением ходового винта 19 подводитс  до соприкосновени  с диском 24, который при запитке дополнительного электромагнита 18 поворотом тумблера 29, прит гиваетс  его сердечником. Регулирующей ручкой 26 при включенных тумблером 36 электромагнитах 14 и 15 создаетс  контролируемое по динамометру 21 или индикатору 26 (если задана упруга  деформаци  струны 8 требуемое т говое усилие, которое через поперечину 16, динамометрическую стойку 17 и электромагнит 18 вызывает нат жение струны 8, сообща  ей определенную потенциальную энергию упругой деформации , котора , освобожда сь при выключении электромагнита 18, обусловливает затухающие колебани  струны 8, близкие к тем, которые возникают при ее Щипке. Если электромагнип 18 выполнить с сердечником вращательно-поступательного типа, то по вл етс  возможность создавать начальное возмущение , вызывающее поперечно-крутильные затухающие колебани  струны 8 (осуществл ютс  в той же последовательности , что и создание воздействи  типа Щипок). Можно также прикладывать к струне 8 комбинированное воз583 действие, например, полигармоннческа  вибраци  + Щипок : после того как струна нат нута отошедшим вниз электромагнитом 18, запускаетс  вибратор 5(т.е. вибраци  передаетс  на нат нутую струну 8), который затем одновременно с электромагнитом 18 выключаетс , и струна 8 совершает затухающие колебани  под вли нием сложного начального возмущени . При создании -начального возбуждени  струны в виде ударного импульса электромагнит 18 выполн ет роль бойка который подводитс  к диску 22 до образовани  между ними небольшого зазора (величина зазора, а также геометри  диска 22 и бойка - сердечника электромагнита 18 могут широко варьи .роватьс  и подобраны так, чтобы получать ударные импульсы любого вида), после чего быстрым поворотом и возвращением в исходное положение регулирующей ручки.26 осуществл етс  изме нение по.величине и направлению магнитного пол , а следовательно, и приложенного к динамометрической стойке 17 т гового усили , во включенных электромагнитах 14 и 15, в результате чего электромагнит 17 наносит удар по диску 22 и отходит вниз, а струна 8 под действием ударной нагрузки сове шает затухающие колебани . Следует отметить, что анализ и сра нение характеристик затухани  изделий типа струны при разли ных вышеописанных видах начальных воздействий крайн необходимы, например при конструировании тросовый амортизаторов, которые относ тс  к наиболее перспективным ви дам виброзащитных средств и содержат в качестве упругого элемента трос или струну. Статические испытани  провод тс  с целью сн ти  силовой характеристики F f (х), где F - сила; х -продольна  или поперечна  деформаци  струны. Это вид испытаний очень важен дл  изучени  особенностей силовых характеристи деформируемых струи и тросов. Перед включением электромагнита 18 и сцеплени  его сердечника с диском 22 стрел ки динамометра 21 и индикатора 26 уста навливаютс  на ноль путем создани в обеих пол ризованных электромагнитах 14 и 15 такого уровн  и направлени  магнитного пол  (а это достигаетс  изменением силы тока при повороте регулирующей ручки 26 и переводе переключател  27 пол рности в соответствующее положение), которые компенсировали бы поле посто нного магнита и вес подвижной части (поперечина 16, динамометрическа  стойка 17 и т.д.) и создавали т говое усилие, направленное вверх и равное F, , где Fjj - суммарна  сила, которую необходимо приложить к поперечине 16 (во избежание погрешностей измерени  поперечина 16 должна быть достаточно жесткой), чтобы динамометр 21 и индикатор 26 сто ли на нуле; Fj - сила магнитного пол  каждого из вмонтированных в электромагниты 14 и 15 посто нных магнитов; Р - суммарный вес стойки 17, поперечины 16 и т. - показани  динамометра 21 (следует отметить, что вес подвижной части может компенсироватьс  специальными пружинами и не учитыватьс ), после чего запитываетс  электромагнит 18. Уменьша  интенсивность магнитного пол  плавным вращением регулирующей ручки 26 и считыва  через определенные интервалы нагрузку на струну 8 и ее деформацию по показани м динамометра 21 и индикатора 26 в момент, кoгдa:F2 О, а D 2, , тумблером 30 переключаетс  пол рность, В результате чего в электромагнитах 14 и 15 возникает магнитное поле, совпадающее по направлению с пол ми их посто нных магнитов, все более усилива  их по мере вращени  регулирующей руч,ки 27. Максимальна  нагрузка, которую покажет динамометр: D 2F. Д максимальна  сила т ги , возникающа  в каждом из электромагнитов 14 и 15 при протекании через них электрического тока наибольшей величины (отсюда видно, что если бы электромагниты 14 и 15 были бе не пол ризованными , а обычного типа, то fv, О и DW,, 2F Р , УУ,01х т.е. диапазон воспроизводимых нагрузок при той же мощности источника питани  был бы меньше, что снижает информативность силовой характеристики). Далее в той же последовательности и с теми же интервалаьш осуществл етс  разгрузка , т.е. движение динамометрической стойки 17 вверх, после чего стро тс  и анализируютс  графики силовых характеристик нагрузки и разгрузки. Использование данного устройства ри испытании самодемпфирующих, свойств ела типа струны позвол ет по сравнеию с известными устройствами значиельно расширить диапазон динамических испытаний, а также проводить с тические испытани . Формула изобретени  Устройство дл  лабораторных исп ний самодемпфирующих свойств тела типа струны по авт.св. № 452761, отличающеес  тем, что с целью расширени  функциональных 8 возможностей, оно снабжено i)ac:noji(iженными между неподвижными электромагнитами соо.сно вибратору дополнительным электромагнитом, динамометрической стойкой, соедин ющим их ходовым винтом и индикатором перемещени  струны. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР № 452761, кл. G 01 М 7/00, 1972,

   29

   Фи8.г