Способ получения резонансных колебаний Советский патент 1983 года по МПК F15B21/12 

Изобретение относится к вибротехнике и может быть использовано в при боростроении и метрологии. Известен способ получения колебаний, заключающийся в воздействии генератора колебаний жидкости с гидромеханической колебательной системой По этому способу генератором создают в гидромехани ескоЯ системе переменное давление жидкости, в результате чего система совершает вынужденное . колебательное движение 1. Недостаток способа - узкий частот ;ный диапазон. : Наиболее близким к предлагаемому Является способ получения резонансных колебаний заключающийся в том, что на гидромеханическую колебательнук). систему воздействуют генератором колебаний и, изменяя массу жидкости в системе, настраивают ее на резонансН ный режим 2. Недостатком известного способа яв ляется то, что он не позволяет получить колебания с частотой, лежащей за пределами рабочего диапазона частот генератора колебаний, что ограничивает частотный диапазон получаемых колебаний. Кроме того, недостатком способа является также сравнительно низкая стабильность получаемых колебаний, обусловленная тем, что изменение параметров гидромеханической системы под воздействием влияющих факторов (например, темпе ратуры, вибрации и др.) приводит к изменению собственной частоты колебаний системы, .а следовательно, и частоты.получаемых колебаний. Цель изобретения - расширение час iXOTHoro диапазона и повышение ста1бильности. Указанная цель достигается тем, что согласно способу.получения резонансных колебаний, заключающемуся в том, что на гидромеханическую колебательную систему воздействуют генератором колебаний И, изменяя массу жидкости в системе, настраивают ее на резонансный .режим г изменение маесы производят генератором колебаний по гармоническому закону и регулируют амплитуду и частоту изменения мас сы до возникновения устойчивых параметрических колебаний. Гармоническоеизменение массы гид ромеханической колебательной системы посредством генератора колебаний жид кости позволяет получать параметрически возбуждаемые резонансные колебания в интервалах частот, близких к совокупности собственных частот ко лебаний гидромеханической системы со ответствующей формы. При этом частота модуляции и), при параметрическом резонансе связана с собственной частотой И систе мы R-й формы, где , 2, 3..,, отношением ..-1«Н. где п,2,3... Наличие ряда областей параметрическ бго возбуждения позволяет при tapMbническом изменении массы системы получать резонансные колебания с частотами, равными собственным частотам системы и лежащими вне рабочего диапазона частот применяемого генератора колебаний жидкости, что расширяет частотный диапазон получаемых колебаний.. Если спектр частот, при которых возникают резонансные колебания, при обычном резонансе является точечным и совпадает с совокупностью собственных частот системы,, то при параметрических резонансах он Состоит из ряда интервалов (областей), Длины которых зависят от амплитуды параметрического возмущения. Это приводит к постоянству частоты возбуждаемых в системе резонансных колебаний даже при значительных изменениях начальных (средних за период изменения) значений параметров системы под действием влияющих факторов, что повышает стабильность получаемых колебаний. На чертеже изображен возбудитель .колебаний, реализующий способ. Возбудитель колебаний содержит корпус, выполненный в виде двух полых цилиндров 1 и- 2, продольные оси КО.ТОРЫХ взаимно перпендикулярны. На торцах цилиндра 1 закреплены мембраны 3, центры 4 которых соединены 5кестким стержнем 5. Цилиндры. 1 и 2 заполнены рабочей жидкостью 6. S цилиндре 2 расположен генератор 7 колебаний. Объем рабочей жидкости 9, ограниченный внутренней поверхностью .цилиндра 1 и мембранами 3, составляет гидромеханическую колебательную систему. Стрелками А и Б показаны, | соответственно направления колебаний гидромеханической колебательной системы и жидкости 6 в цилиндре 2. Способ осуществляется следукядим образом. Генератором 7 колебаний гармонически изменяют количество жидкости В полости цилиндра 1 за счет упругой деформации мембран 3 и, тем самым, « периодически меняют массу колебательной системы. Установив гилплитуду изменения, превышающую пороговое значение, характерное для данной системы и зависящее от значения коэффициента демпфирования, меняют частоту изменения до возникновения устойчивых колебаний в одной из областей параметрического резонанса. Возникновение параметрических колебаний обусловлено наличием флуктуационных движений в жидкости. Энергия составляющих этих движений в направлении оси цилиндра 1 является той первоначальной энергией, от которой начинается параметрический процесс. При этом частота изменения массы системы (частота возбуждения) лежит вблизи частот, определяемых соотношением (1У. Таким образом, меняя амплитуду и частоту изменения массы, а собственную частоту -колебаний системы, можно плавно менять-амплитуду и частоту возбуждаемых колебаний, не вьрсодя из области соответствующего параметрического резонанса в любой из собственных форм колебаний гидромеханической системы.

Стержень 5 осуществляет синхронизацию колебаний мембран 3.

Возможность возбуждения резонансных колебаний с частотой, превышаю щей рабочий диапазон частот генератора колебаний, как это следует из выражения (1), а также наличие облас-, тей параметрической колебательной системы расширяют частотный диапазон получаемых колебаний.

Явление синхронизации, присущее эффекту параметрического возбуждения и заключающееся в уменьшении влияния .изменения параметров колебательной системы под воздействием

0 влияющих факторов на частоту получаемых колебаний, обуслов|лено наличием интервалов частот ГТобластей) параметрического воэбуждв ния. .

Резонансные колебания, возбуждае5мые в системе, могут иметь место при частотах изменения массы, отличных от частоты свободных колебаний системы. Это повышает стабильность получаемык колебаний.

0

способ ПОЛУЧЕНИЯ РЕЗОНАНСНЬК КОЛЕБАНИЙ, заключающийся В том, что на ги роЬ1еханическую колеба,,тельную систему воздействуют ге- нератором колебаний и, изменяя массу жидкости в системе, настраивают ее на резонансный режиМ( отличающийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона и повышения стабильности, изменение масса производят генератором колебаний по гармоническому закону и регулируют амплитуду и частоту изменения массы до возникновения УСТОЙЧИВЫХ параметрических колебаний. (Л 5 оо ел СП)