Способ определения коэффициента поглощения энергии в объекте при колебаниях и устройство для его осуществления Советский патент 1989 года по МПК G01M7/00 G01N3/32 

I характеризующей внутреннее трение в объекте при вынужденных колебаниях. Устройство для осуществления способа содержит генератор 1 с блоками компрессии и развертки частоты, усили- тель 2 мощности, вибратор 3, вибропреобразователи 4 и 6, объект 5, сопровождающие фильтры 10 и П, блок 3 выделения максимума, ключи 15 и 1Ь,

1Д55250

вычислительный блок 17, блок 18 индикации. Введение согласующих усилителей 7,8 и 9, сопровождающего фильтра 12 блока 14 выделения максимума и вибропреобразователя 19, являющегося датчиком виброскорости, позволяет о ределить значение коэффициента поглощения энергии в объекте при колебаниях. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности измерения. Поставленная цель достигается тем, что рассеянная энергия оценивается с учетом частот Од И(о, , при которых достигают максимума амплитуды соответственно вибропервмещения и виброскорости при прохождении частотного диапазона резонансного пика амплитудно-частотной характеристики объекта при постоянном уровне воздей- с ствия. При этом определяется коэффи- циент поглощения энергии в объекте, (/

1

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам определения показателей поглощения энергии при колебаниях объектов..

Цель изобретения - повьшение точности за счет исключения влияния на величину коэффициента поглощения других видов диссипации энергии в объектах при колебаниях.-,

Способ осуществляют следующим образом.

В объекте во.збуждают вынужденные колебания и регистрируют параметры колебаний объекта. Затем изменяют

частоту возбуждения с проходом диапазона частот резонансного пика АЧХ объекта с постоянным уровнем воздействия и фиксируют частоты, при которых достигают максимума амплитуды виброперемещения и виброскорости объекта. Значение коэффициента поглощения энергии в объекте при колеба- киях находят с учетом полученных значений частот максимумов, параметров колебаний объекта.

При рассеянии энергии на внутреннее трение из уравнения движения ме- ханической системы в пределах области разонанса следует, что между частотой СОдц, при которой достигает максимума амплитуда виброперемещения, и частотой сэ„„ , при которой достигает

максимума амплитуда виброскорости, существует функциональная взаимосвязь через коэффициент у поглощения энергии в объекте при колебаниях:

0

35

40

Фиксирование частот максимумов амплитуд виброперемещения и виброскорости при прохождении частотного диапазона резонансного пика АХЧ объекта дает возможность определить значение коэффициента поглощения энергии в объекте при колебаниях, используя приведенную зависимость и близость значений упомянутых частот.

На чертеже изображена блок-схема устройства для осуществления предлагаемого способа.

Устройство содержит генератор I с блоками компрессии и развертки частоты, усилитель 2 мощности, вибратор 3, первый вибропреобразователь 4, являквдийся датчиком вибропереме- щения. На вибраторе 3 установлен объект.5, на,котором расположен второй вибропреобразователь 6. Устройство также содержит три согласующих усилителя 7-9, три гетеродинных сопровождающих фильтра 10 - 12, два блока 13 и 14 выделения максимума, два ключа 15 и 16, вычислительный блок 17, блок 18 индикации и третий вибропреобразователь 19, являющийся датчиком виброскорости.

Сигнальный выход генератора 1 через усилитель 2 мощности подключен к вибратору 3, на котором расположены первый вибропреобразователь 4. Вибропреобразователь 4 через первый согласующий усилитель 7 соединен с сигнальным входом первого гетеродинного сопровождающего фильтра 10, сиг- нальньй выход которого подключен к входу блока компрессии генератора 1, а его управляющий вход совместно с одноименными входами гетеродинных сопровождающих фильтров Пи 12 подключены к выходу управления генератора 1. На. объекте 5 расположены вибропреобразователи 6 и 19. Вибропреобразователь 6 через второй согласующий .усилитель 8 соединен с сигнальным входом второго гетеродинного фильтра 11, сигнальный выход которого через первьй блок 13 выделения макси ума

которой амплитуда виброскорости об екта 5 достигает максимума, ключ 1 открывается и код частоты сОуд с вы да кода частоты генератора 1 посту ет на второй регистр переменных вы числительного блока 17. Вычислител ный блок 17 после поступления сигн на второй регистр переменных прово

энергии в объекте при колебаниях по формуле.

15

Sa/

«Jo-CO

Sa

подключен к управляющему входу перво- ю вычисление коэффициента поглощения го ключа 15. Вибропреобразователь 19 через третий согласующий усилитель 9 соединен с сигнальным входом третьего гетеродинного фильтра 12, сигнальный выход которого через второй блок 14 вьщеления макимума подключен к управляющему входу второго ключа 16. Объединенные информационные входы ключей 15 и 16 связаны с выходом кода частоты генератора 1. Выходаа ключей 15 и 16 подключены соответственно к входам регистров переменных вычислительного блока 17, выход которого соединен с входом блока 18 индикации.

что при СОуд (л Р носильно формуле

20

V

(i..j

V «50.

25

а полученный результат регистрируе ся блоком 18 индикации.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 осуществляет развертку частоты электрического сигнала, который после усилителя 2 мощности преобразуется вибратором 3 в механические колебания. Уровень колебаний стабилизируется цепью вибратор 3 - вибропреобразователь 4 - согласукяций усилитель 7 - фильтр Ю - вход блока компрессии генератора 1. Вибропреобразователь 6 преобразует виброперемещение объекта 5 в электрический сигнал, а вибропреобразователь 19 преобразует виброскорость объекта 5 в электрический сигнал.Последовательно соединенные вибропреобразователь 6 согласующий усилитель 8, фильтр 11 и блок 13 выделения максимума образуют цепь выделения максимума амплитуды виброперемещения объекта 5 и на частоте Qg, при которой амплитуда виброперемещения объекта 5 достигает максимума, ключ 15 открывается и код

частоты COgg с выхода кода частоты генератора 1 поступает на первый регистр переменных вычислительного блока 17. Последовательно соединенные . .

выброперереобразователь 19, согласую- gg вькоду управлетя гене атор2, щий усилитель 9, фильтр 12 и блок 14 этом выход первого сопровождающего выделения максимума образуют цепь выделения максимума амплитуды виброско2. Устройство для определения к 45 эффициента поглощения энергии в об екте при колебаниях, содержащее ге ратор с блоками компрессии и разве ки частоты, подключенный через уси тель мощности к вибратору, два виб 50 преобразователя, из которых первый расположен на платформе вибратора, а второй - на объекте, первый и вт рой сопровождающие фильтры, подклю ченные каждый управлякацим входом к

рости объекта 5 и на частоте со

Va

при

фильтра подключен к входу блока ком рессии генератора, блок выделения максимума, соединенный с выходом

которой амплитуда виброскорости объекта 5 достигает максимума, ключ 16 открывается и код частоты сОуд с выхода кода частоты генератора 1 поступает на второй регистр переменных вычислительного блока 17. Вычислительный блок 17 после поступления сигнала на второй регистр переменных проводит

вычисление коэффициента поглощения

энергии в объекте при колебаниях по формуле.

вычисление коэффициента поглощения

Sa/

«Jo-CO

Sa

вычисление коэффициента п

вычисление коэффициента поглощения

что при СОуд (л Р носильно формуле

вычисление коэффициента пог

V

(i..j

V «50.

вычисление коэффициента поглощения

а полученный результат регистрируется блоком 18 индикации.

Формула изобретения

0

тем, что, с целью повьшения точности, фиксируют частоту СО Уд, при которой достигает максимума амплитуда виброскорости объекта, а коэффициент поглощения энергии вычисляют по формуле

V

0

to

О

Va So

. .

gg вькоду управлетя гене атор2, этом выход первого сопровождающего

gg вькоду управлетя гене атор2, этом выход первого сопровождающего

фильтра подключен к входу блока компрессии генератора, блок выделения максимума, соединенный с выходом

вЬ Орого сопровождающего фильтра, Лервый и второй ключи, объединенные Информационные входы которых связа- v с выходом кода частоты генератора, ei управляющий вход первого ключа под- 14лючен к выходу блока выделения мак- с|имума, вычислительный блок, входы 1:|егистров переменных которого подключены к выходам ключей, и блок индика- иии, вход которого связан с выходом 1ЫЧИслительного блока, отличаю- it е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены три согласующих усилителя, третий сопровож ающий фильтр, управлякяций вход кото1455250

рого объединен с одноименными входами других сопровождающих фильтров, второй блок выделения максимума и третий вибропреобразователь, являю- щийся датчиком виброскорости, причем первый, второй и установленный на испытуемом объекте третий вибропреобразователи через соответствующие 10 согласующие усилители подключены к сигнальным входам соответственно первого, второго и третьего сопровождающих фильтров, а выход третьего сопровождающего фильтра через.второй 15 блок выделения максимума подключен к управляющему входу второго ключа.