Способ испытаний опорных конструкций Советский патент 1986 года по МПК G01M7/00 

Изобретение относится к динамическим испытаниям, в частности к способам испытаний опорных конструкций промышленного оборудования на действие случайных и гармонических нагрузок.

Цель изобретения - повышение точности определения динамических характеристик конструкции благодаря исключению взаимного влияния от случайной и гармонической составляющих вибрации и уточнения коэффициента неупругого сопротивления колебаниям конструкции.

На чертеже показан график спектральной плоскости S(t) реакции (вибрации) конструкции при работе установленной на ней машины.

На чертеже обозначено Осл - дисперсия реакции (вибрации) конструкции от действия Случайной составляющей динамической нагрузки; Dr - дисперсия реакции (вибрации) конструкции от действия гармонической составляющей динамической нагрузки; fr,..., {4 - гармоничные частоты районов максимумов спектральной плотности.

Способ испытаний осуществляется следующим образом.

В испытуемой конструкции, например фундаменте промышленного оборудования, Возбуждают одновременно случайную и гармоническую составляющие вибрации. В качестве источника возбуждения вибрации используют установленное на испытуемой конструкции промышленное оборудование (маШину), например шаровую мельницу или барабанный окомкователь.

Частоту гармонической составляющей динамической нагрузки, создаваемой работающей машиной, задают не менее, чем в четыре раза отличающуюся (выше или ниже) от частоты основного тона собственных колебаний конструкции. Практически это осуществляют заменой элементов механической передачи в приводе машины или изменением числа оборотов электродвигателя.

Частота основного тона колебаний конструкции с установленной машиной может быть определена различными методами как теоретических с использованием соотношений теории колебаний, так и экспериментально на основе анализа спектральной плотности вибрации испытуемой конструкции. Далее производят замеры вибраций конструкции, определяют их спектральную плотность и находят дисперсию в районах максимумов спектральной плотности, соответствующих действию случайной и гармонических составляющих.

При определении граничных частот районов максимумов спектральной плотности вибропроцесса принимают значения частот, при которых спектральная плотность составляет 5% от максимальной, зарегистрированной в этом частотном диапазоне, что обеспечивает достаточную (с инженерной точки зрения) точность измерений.

Разнесение частоты гармонической составляющей действующей нагрузки от частоты основного тона собственных колебаний конструкции в четыре и более раз позволяет уменьшить влияние гармонической составляющей реакции конструкции от действующей нагрузки по сравнению со случайной составляющей реакции до величины второго порядка малости. Например, при частоте основного тона собственных колебаний корструкции fc t 3,5 Гц и частоте гармонической составляющей fa 18 Гц (в/Ь 4) реакция конструкции на собственной частоте от гармонической составляющей нагрузки не превыщает 2% от случайной составляющей отклика в рассматриваемом диапазоне значений спектральной плотности.

Динам ическая нагрузка на испытуемую конструкцию, количественной характеристикой которой является спектральная плотность, определяется по известным соотношениям теории колебаний. Для динамических систем, сводящихся к системам с одной степенью свободы, спектральная плотность S определяется соотношением

S 0,318-Осл-МД.у, (1)

где М - приведенная масса конструкции фундамента) --%;;- ;

/1с - круговая частота собственных колебаний конструкции

7 - коэффициент неупругого сопротивления колебаниям конструкции.

Для определения коэффициента неупругого сопротивления колебаниям, входящего в соотношение (1), осуществляют следующие операции. Изменяют диссипативные характеристики динамической системы путем наложения внешних неупругих (диссипативных) связей, например, в виде гидравлических демпферов, имеющих заранее известные характеристики, устанавливая их между колеблющимися частями конструкции и неподвижным основанием. Наложение диссипативных связей изменяет коэффициент неупругого сопротивления колебаниям на величину А7, которое входит в выражение для коэффициента 7 следующим образом:

(2)

V-1

Рсл

(3)

V Din

дисперсия реакции конструкции от от действия случайной составляющей вибрации при исходных параметрах динамической системы; дисперсия реакции конструкции от действия случайной составляющей вибрации после наложения внешних диссипативных связей.

Измеряя спектральную плотность и дисперсии вибрации в измененном состоянии конструкции, по соотношению дисперсий Ол и Осл, используя выражения (2) и (3), находят коэффициент 7, который подставляют в соотношение (1) для определения динамических нагрузок, действующих на испытуемую конструкцию.

Формула изобретения

1. Способ испытаний опорных конструкций, заключаюшийся в том, что в конструкции возбуждают случайную и гармоническую вибрации от работающей машины, установленной на конструкции, и определяют спектральную плотность и дисперсии вибрации, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения динамических характеристик конструкций, частоту гармонической составляющей нагрузки задают отличающейся не менее, чем в четыре раза от частоты основного тона собственных колебаний испытуемой конструкции.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что изменяют характеристики неупругого сопротивления колебаниям конструкции путем

наложения внешних диссипативных связей с заранее известными характеристиками, например, в виде гидравлических демпферов, измеряют соотношение дисперсий вибрации конструкции в исходном состоянии и с наложенными связями и по найденному

соотношению определяют коэффициент неупругого сопротивления колебаниям конструкции.

Изобретение относится к области динамических испытаний, и касается испытаний опорных конструкций промышленного оборудования на действие случайных и гармонических вибраций. Цель изобретения - повышение точности определения динамических характеристик конструкций. Опорную конструкцию, например фундамент промышленного оборудования (машины), подвергают действию случайных и гармонических вибраций от работаюш,ей машины, установленной на конструкции. Частоту гармонической составляющей нагрузки задают отличающейся не менее, чем в четыре раза от частоты основного тока колебаний конструкции. Это позволяет исключить взаимное влияние реакций конструкции от случайной и гармонической составляющих вибрации. Затем измеряют спектральную плотность, дисперсию и соотношение дисперсий колебаний конст$ рукции при наложении внешних диссипа(Л тивных связей с заранее известными характеристиками и при отключении их, на основании чего уточняют динамические характеристики испытуемой конструкции и действующие на нее нагрузки. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. ю О5 СП сд

/./7

0.5

Dr