Способ определения логарифмического декремента колебаний Советский патент 1984 года по МПК G01H5/00 

/Х/УХХ//ХХХ//уУ

N л

/

/

11111 nil

аЦлш

vl

00

со

СПрСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЛОГА-. РИФМЙЧЕСКОГб ДЕКРЕМЕНТА КОЛЕБАНИЙ, заключающийся в том, что возбуждают гармонические колебания системы, измеряют период указанных колебаний, а также изменения во времени параметров колебаний и по указанным значениям рассчитывают искомую величину, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности определения логарифмического декремейта колебаний, в системе возбуждают и квазипериодические .ангармонические колебания, измеряют два периода ангармонических колебаний, отрезок времени между ними и по измеренн1Д 4 параметрам определяют величину декремента из слеДую1цей зависимости .iiilli. .2 сЛ 2ut ( TOгде период гармонических коле- 9 баний систекш; т. .Т,периоды анга яшонических колебаний системы, измеренные через отрезок времени.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для -исследования физико-механических свойств твердых тел.

Известен способ определения логарифмического декремента колебаний заключающийся в том, что в образце малых размеров, имеющем форму диска, возбуждают свободные затухающие колебания, например, с помощью шарика, сбрасываемого на образец, регистрируют время, в течение ког торого амплитуда колебаний уменьшится в а раз, и по указанному времени и собственной частоте колебаний образца вычисляют величину декремента Cl 3.

Недостатками известного способа являются трудоемкость и низкая точность измерения параметров.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ определения логарифмическо :о декремента колебаний, заключающийся в том, что возбуждают гармонические колебания системы, измеряют период указанных колебаний, а также изменения во времени параметров колебаний и по указанным значениям рассчитывают искомую, величину 2 .

Однако для известного способа характерна высокая методическая погрешность определения декремента колебаний.

Цель изобретения - повышение точности и надежности определейия логарифмического декремента колебаний.

Цель достигается тем, что согласно способу определения логарифмического декремента колебаний, заключающемуся в том, что возбуждают гармонические колебания системы, измеряют период указанных колебаний, а также изменения во времени параметров колебаний и по указанным значениям рассчитывают искомую величину, в системе возбуждают и квазипериодические ангармонические колебания, измеряют два периода ангармонических колебаний отрезок времени между ними и по измеренным параметрам определяют величину декремента из следующей зависимости

К-о)

en

т2):

где TQ - период гармонических колебаний системы; Т, Т - периоды ангармонических

колеёаний системы, измеренные .через отрезок времени. о На фиг.1 представлена схема устройства, реализующего способ определения логарифмического декремента колебаний; на фиг.2 - виброграм процессов затухайия.

Схема устройства включает испытуемый образец 1 в виде тонкой пленки, сверху закрепленной в основании 2. К образцу 1 снизу прикреплена инерционная масса 3. Дополнительно на образце 1 установле постоянный магнит 4. Кроме того, устройство имеет злектромагнитную катушку 5 с усилителем 6 и регистрирующую аппаратуру, состоящую из частотомера 7 и самописца 8.

Способ осуществляется следующим образом.

В испытуемом образце 1 возбуждают гармонические периодические колебания с помощью закручивания массы 3 на некоторый заданный, угол. С помощью измерительной цепи, состоящей из электромагнитной катушки 5 и регистрирующей аппаратуры, записывают виброграмму затухания свободных колебаний. Далее сообщают системе периодические колебания путем поворотаинерционной массы 3 на начальный угол закрутки, обеспечивающий возникновение в системе .ангармонических колебаний, и записывают Виброграмму. Период таких колебаний вычисляется по формуле

±

rVOALx,

(Я

Т

о

где Т

период ангармонических колебаний системы; период гармо.нических колебаний системы;

А амплитуда колебаний

max системы;

Ъ коэффициент за&исящий о геометрических параметров образца и его характеристик упругости. Поскольку в системе происхо;|дит затухание колебаний, то амплитуда убывает с течением времени по следующей зависимости

тс,х Лоер(т) - (2) где AJJ - начальная амплитуда колебаний;

f - постоянная времени затухания колебаний.

Подставляя соотношение (2) в (1 ддя фиксированных моментов времени

и ±2 получаем

/ 2i,

(31 Г

(-)

(4

Т. и Т, периоды колебаний системы, соответствующие моментам времени -t и t . . Выражая из соотношений (3) и (4) Т , после преобразований получаем (тгтП1 I , - 2&i .l где At t2--t( . Типичный вид виброграммы затуха ния, получающийся на ленте самопис ца (фиг.2), содержит следующие обозначения: виброграмма затухания свободных гармонических колебаний «; виброграмма затухания свободных ангармонических колебаний S; амплитуда свободных периодических затуханий колебаний А; текущее вре

Г. мя t ; период гармонических колебаний системы T(j; период ангармонических колебаний системы, измеренные через промежуток времени (ui) Т и Т. Регистрируя значения- периодов Т., и Т частотомером и измеряя промежуток времени ui по виброграмме, определяют величину логарифмического декремента (сГ) колебаний. Использование изобретения позволяет повысить точность определения логарифмического декремента колебаний за счет устранения инструментальных и методических погрешностей.