Стенд для испытания объекта на воздействие спектра вибраций Советский патент 1983 года по МПК G01M7/00 

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к вибрационным стендам для испытаний на воздействие спектра вибраций, и может быть применено, например, при испытании тонкостенных конструкций самолетов, судов и других объектов. Известен стенд для испытания объ екта на воздействие спектра вибраци содержащий возбудитель моногармонической вибрации, формирователь спектра вибраций и платформу для установки испытуемого объекта, причем формирователь спектра вибраций выполнен в виде полки, внутри которой свободно размещены грузы, а на платформе со стороны полки выполнен выступы с наклонными поверхностями к поверхности платформы,, с которыми взаимодействуют свободно уложенные на полку грузы fj- } Недостатком этого стенда является невозможность его настройки .в полирезонанс с широким с пектром виб раций, характерных для крупногабаритных тонкостенных конструкций, обладающих сухим трением, нелинейной жесткостью типа раскрытия стыков и конструкционным демпфированием. Наиболее близкий по те} нической сущности к изобретению является / стенд для испытания объекта на воздействие спектра вибраций, содержащий возбудитель моногармонической вибрации, формирователь спектра вибраций, включающий нелинейные упругие элементы и платформу для уста новки испытуемого объекта, связанную со столом возбудителя через фор мирователь спектра. Формирователь спектра вибраций выполнен в виде набора нелинейных упругих элементов, одни концы которых закреплены на столе возбудителя вибраций, а другие расположены на различных расстояниях от платформы. Спектр вибраций, получаемый на известном стенде, содержит, помимо основной гармоники, супер- и субгар моники, частоты которых зависят от/ характеристик нелинейных элементов( Недостатком известного стенда яв ляется практически невозможность его настройки для получения непреры ного спектра вибраций в широком диапазоне частот. Цель изобретения - получение непрерывного спектра вибраций в широком диапазоне частот. Поставленная цель достигается тем, что в стенде для испытания объекта на воздействие спектра вибраций, содержащем возбудитель моногармонической вибрации, формирователь спектра вибраций, включаклдий нелинейные упругие элементы, и плат формудля установки испытуемого объекта, связанную со столом возбудителя, через формирователь спектрй, формирователь спектра включает сотообразную конструкцию, каждая из , ячеек которой образована набором последовательно установленных на стержне грузов полуовальной формы, разделенных нелинейными упругими элементами типа хлопающих мембран, имеющими форму правильных швстиугол ных пластин, грани которых фрикционно связаны с кромками пластин со- седних ячеек, две полки, установленные параллельно с противоположных сторон сотообразной конструкции и упруго связанные .через упомянутую конструкцию одна со столом, а другаяс платформой, и пружины для осевого поджатия элементов ячеек, расположенные между полками и сотообразной конструкцией, при этом стержни ячеек соединены через один со столом и платформой, а сотообр,азная конструкция охвачена упругим кольцевым бандзаксм, Кроме того, стенд снабжен вставленныгди между упругим кольцевым бандажом и сотообраэной конструкцией серповидными элементами и установленными на стержнях звездообразными пластинами, поджатыми к торцам со-: тообразиой конструкции. На . 1 схематично изображен описываемый стенд; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Стенд содержит возбудитель моногармонической вибрации (не- изображен;), стол 1 которого через многослойную виброизолируюгцую прокладку 2 соединен с плитой 3 формирователя спектра вибраций, и платформу 4 для установки испытуемого объекта 5, которая посредством эластичного разъема б связана с изолирующим кожухом 7, прикрепленным к плите 3. Формирователь спектра включает также сотообразную конструкцию, каждая из ячеек которой образована наборюм последовательно установленных на стержне 8 грузов 9 полуовал| ной формы, разделенных нелинейными упругими элементами типа хлопающих Мембран 10, имекхцими форму правильных шестиугольных пластин о разрезами вдоль биссектрис своих углов. Кромки пластин каждой ячейки -фрикционно связаны с кромками пластин соседних ячеек, сотоОбразная конструкция охвачена упругим кольцев11м бандгшсом 11, причем для дополнения сотообразной конструкции до цилиндра между ней и бандажом 11 вставлены серповидные элементы 12. Сотоебразнгш конструкция в аксиальном направлении ограничена звездообраз1&1ми пружинами 13 и 14, поджатыми к ее торцам. Формирователь спектра содержит также две полки 15 и 16, установленные парсшлельно с- противоположных сторон сотообразной конструкции и упруго связанные через эту конструкцию одна (16 ) со столом 1, а другая il5 - с платформой 4, и пружины 17-19 для осевого поджатия элементов ячеек, причем Ьружины 17 и 18 расположены между пешками-15 и 16 и сотообразной конструкцией (пружины 17 охватывают стержни 8 , а пружнтл 18 - между полкой 16 и столом 1 или полкой 15 и платформой 4. Стержни 8 соединены через один со столом 1 и платформой 4.

Сила поджатия пружин 17 и 18 регулируется. Пружины is оперты на регулируемые упругие упоры 20 обратного хода формирователя спектра.

Стенд работает следующим обраэом

Перед испытаниями объекта 5 необходимо произвести настройку формирователя спектра вибраций. Для этого к подвешенному на гибких подвесах объекту 5 прикрепляют возбудитель моногармонической вибрации без фсч дарователя спектра. Проводят известными способами определение собсТвенны х частот и форм код.ебаний объекта 5, регистрируют ускорения и р«1акции испытуемого объекта 5 на моногармоническое возбуждение. Проволят анализ cnekTpa и строят амплитудно-частотные и амплитудно-спектральные характеристики объекта 5.

Снимают возбудитель с и.спытуе1иого обьекта 5 и закрепляют на нем форьшрователь спектра, а на платформе 4 форьирователя - груз, эквивален-сный присоединенной массе испытуемого объекта 5, что контролируют по о;91накс вой статической деформации подаески стола 1 возбудителя вибрации. Регулируют величины сил взаимодействия элементов формирователя .спектра вибраций до получения наг ибольшего совпадения амплитудно-частотных и амплитудно-спектральных характеристик формирователя с характеристиками испытуемого .объекта 5. Регулировку сил производят за счет подбора .величины затяжки бандажа 11, пружин 17 и 18,. стержней 8, а такж.е использованием различных комплектов хлопающих мембран 10 и грузов 9. При указанной настройке формирователя спектра испытания тонкостенных

0 конструкций можно проводить на воздействие сплошного спектра вибраций, одновременно резонирукхцего со сплошным спектром частот собственных ко-лебаний испытуемой тонкостенной кон5струкции. Конструктивные элементы формирователя спектра представляют собой параллельно-последовательное соединение четырех видов нелинейных элементов колебательных звеньев; су0хого, трения и конструктивного демпфирования, нелинейной жесткости типа раскрывающихся стыков и предварительного сжатия, а также хлопающей мембраны. При колебаниях в контакте

5. кромок шестиугольных пластин и меж- . . ду пластинс1ми и серповидными элементами 12 возникают силы конструкционного демпфирования и силы упругого сопротивления.

При больших деформациях происходят

0 взаимные соскальзывания кромок и проскальзывание ячеек сотообразной конструкцииотносительно соседних с проявлением динамической силы сухого трения. При проскальзывании

5 скорость движения резко возраста,ет, при этом грузы 9 соударяются, за сче.чого на спектр колебаний накладывается ударный спектр. В интервале между проскальзываниями грузы 9

0 служат подвижными массами колебатель. ных систем.. Изобретение позволяет проводять испытания на воздействие сплошного 5.спектра вибрации без использования сложной электронной аппарату ры.

1. СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОВЬ ЕКТА НА ВОЗДЕЙСТВИЕ СПЕКТРА ВИБРАЦИЙ, содержащий lвoз6yдитeльL юнoгap юнической вибрацииJ формирователь спектра вибраций, включающий нелинейные упругие эг1ементы, и платформу для установки испытуемого объекта, связанную со столом возбудителя через ;формирователь спектра, о т л и ч а ;ю щ и и с -я тем, что, с целью получения непрерывного спектра вибра1ций в ши1юком диапазоне частот, формирователь спектра включает сотообразную конструкцию, каждая из ячеек которой образована набором последовательно установленных на стержне 1 грузов полуовальной формы, paздeлeн ных нелинейными упругими элементами типа хлопающих мембран, имеющими форму правильных шестиугольных пластин/ грани которых фрикционно связаны с кромками пластин соседних ячеек, две полки, установленные параллельно с противоположных сторон сотообразной конструкции и упруго связанные через упомянутую конструкцию одна со столом, а другая с платформой, и пружины для осевого поджатия элементов ячеек, расположенные между полками и сотообразной конструкцией, при этом стержни ячеек соединены через один со столом и платформой, а сотообразная конст(/) рукция охвачена упругим кольцевым бандажом. 2. Стенд по п. 1, о -т л и ч а ю щ и и с я тем, что он снабжен вставленными между упругим кольцевым бйндажой и сотообразной конструкцией серповидными элементами и установленными на стержнях звездообразными пластинами, поджатыми -к торцам сотообразной конструкции. Сл сл со 00 :о