Способ определения силы сухого трения и коэффициента вязкого трения в колебательных системах с параллельным соединением элементов Советский патент 1989 года по МПК G01N19/02 

I

,

Изобретение относится к трибологии и может быть использовано для диагностики механических колебательных систем.

Целью изобретения является упрощение и повьпиение точности за счет использования в качестве контролируемых амплитудно-частотных параметров колебательного процесса.

На чертеже представлена схема устройства, реализующего предложенный способ.

Энергия, поступающая в колебательную систему, совершающую вынужденные установившиеся колебания на резонансной частоте иЗр под действием возмущающей силы Р cosu)pt, за период колебаний равна

(2) (3) где А - амплитуда колебаний.

Энергия, рассеиваемая диссипа- тивными силами сухого и вязкого трения за тот же период при условии,что колебания практически синусоидальные, соответственно равна

Ер 4FA, ЕЯ. (5ЧА, где F - сила сухого трения.

(Ь - коэффициент вязкого трения. Ввиду того, что колебания установившиеся, имеет место равенство

Е Ер -н Е ,

откуда с учетом (1)-(3) следует соотношение

Од N9

Од СП

Изобретение может быть использовано для диагностики механических колебательных систем. Целью изобретения является упрощение и повьше- ние точности за счет использования в качестве контролируемых амплитудно-частотных параметров процесса. Изменением возмущающей силы воспроизводят два различных по интенсивности резонансных режима вынужденных колебаний исследуемой системы. Каждьй раз определяют амплитуды Р и Р возмущающей силы, амплитуды А и Ag установившихся колебаний системы, частоту резонанса. По данным величинам находят силу сухого трения и коэффициент вязкого трения. 1 ил, 1 табл. i (/)

Е 7 РА,

(1)

/ГР 4F ,

(4)

Возбуждая на частоте tdp различными силами со значениями амплитуд Р и РО вынужденные установившиеся колебания с амплитудами А, и А, из (4) получаем систему уравнений с неизвестными

firp 4F )pA, , IITP, 4F -h07|bu:j.A2 , решение которой имеет вид;

р 7Г(Р1 А7 - )

4()

Г6

Ра - PI

(5)

u)p(A - А,)

Способ осуществляют следующим образом.

Изменением возмущающей силы воспроизводят два различных по интенсивности резонансных режима вынужденных колебаний исследуемой системы При этом каждьм раз определяют амплитуды силы Р и Р, фиксируют амплитуды А и AJ, а также частоту u)p резонанса.

Вь|числение силы F сухого трения

и коэфициента f вязкого трения про- 30 ных параметрах возмущакщей силы возизводят по формулам (5).

Пример. Генератор 1 синусоидальных сигналов и усилитель 2 электродинамического вибростенда 3 (набуждают вынужденные колебания системы и регистрируют параметры колебательного процесса, по которым определяют силу сухого трения и коэффипример, УВЭ 10/5000) служат для воз-35 Циент вязкого трения, о т л и ч а ю- буждения колебаний вибростола 4 щ и и с я тем, что, с целью упрощё-, (чертеж). Это приводит к возникно- ния и повышения точности, возбужде- вению вынужденных колебаний связан- ние вынужденных колебаний производят ной с вибростолом 4 посредством пру- на резонансной частоте р системы

жины 5 исследуемой системы 6 (напри-до двух различных амплитудах Р и мер, редуктор давления РД-3-11) с Ре. возмущающей силы, измеряют мак- элементами жесткости 7, вязкого 8 симальные амшштудн А и А колеба- и сухого 9 трения.ний системы, а силу F сухого трения

Вибропреобразовательное устрой- и коэффициентj вязкого трения опрество 10 (например, ВПУ-2) с. пьезоак- 5 Деляют по формулам, селерометром 11 служит для определе-

Т7 - (Р. А2- )

ния деформации пружины 5, что дает возможность рассчитать амплитудное значение Р вынуждающей силы по формуле: Р a-k , где а - амплитуда колебаний вибростола 4, равная мак50

4(Аа- А,)

Рг -

и)р (А 7 - А )

70 1, 90 2,3-10- 5090 25,5 4,91 18,8 7,28

симальной деформации пружины 5, k - ,же:сткость пружины 5.

Вибропреоё разовательное устройство 12 с пьезоакселерометром 13 и частотомер 14 служат для измерения параметров А и Ор

В таблице представлены результаты контрольных испытаний колебательной системы с параметрами F 25 н и 5 нс/м.

Величины F и ft соответствуют значениям силы сухого трения и коэф- фициента вязкого трения, определенных согласно прототипу.

Относительная погрешность в опре- . делении F и J по предложенному способу составляет, соответственно, 2% и 1,8%, тогда как по прототипу 24,8% и 45,4%.Формула изобретения

Способ определения силы сухого трения и коэффициента вязкого трения в колебательных системах с параллельным соединением элементов, заключающийся в том, что дважды при различбуждают вынужденные колебания системы и регистрируют параметры колебательного процесса, по которым определяют силу сухого трения и коэффи

4(Аа- А,)

Рг -

и)р (А 7 - А )