Способ регистрации колебаний и разделения их на компоненты Советский патент 1989 года по МПК G01H17/00 

изображены 1 - величина, соответствующая изгибно отклонению изделия, У,и у - величины, соответствующие крутильным отклонениям в точках С и D соответственно. Учитывая, что величина 1 одинакова в точках С и D, из графических соотношений векторной диаграммы (фиг.2) можно получить аналитические соотношения, из которых iопределяют величины 1, у, у

1 (2 у, У2)/(УЛ Уг).

У5 уДУг У1 )/(У1- Уг У4 У )/(У4- У«)

(1)

а также величину х, определяющую положение оси EF (фиг.1) крутильных колебаний Хо У4/( У) (2),. Соотношения (О и (2) удобны для ма- щинной обработки. 3 ил.

Изобретение относится к неразрушающим способам контроля. Цель изобретения - повышение точности и информативности за счет раздельной регистрации изгибных и крутильных колебаний и получения информации о величинах колебательных отклонений изделия в точках контроля от положения равновесия, а также о положении оси крутильных колебаний. Испытуемое изделие 1, например железобетонная панель, установлено концами на подвижную 2 и неподвижную 3 шарнирные опоры испытательного стенда. Для изделий несложной формы положение плоскости P ожидаемых крутильных колебаний известно заранее. В плоскости P выбирают две контрольные точки C и D, расположенные на противоположных сторонах изделия 1, в которых устанавливают регистрационные датчики. Затем подвергают изделие 1 вибрационной нагрузке и регистрируют величины Y₁ и Y₂, соответствующие суперпозиции изгибных и крутильных колебаний в точках C и D соответственно. На фиг. 2 представлена векторная диаграмма относительно средней линии АВ поперечного сечения 4 испытуемого изделия плоскостью P, где, помимо величин Y₁ и Y₂, соответствующими векторами изображены L - величина, соответствующая изгибному отклонению изделия, Y₃ и Y₄ - величины, соответствующие крутильным отклонениям в точках C и D соответственно. Учитывая, что величина L одинакова в точках C и D, из графических соотношений векторной диаграммы (фиг. 2) можно получить аналитические соотношения, из которых определяют величины L,Y₃, Y₄:L=(2Y₁Y₂)/(Y₁+Y₂), Y₃ = Y₁(Y₂-Y₁) / (Y₁+Y₂), Y₄=Y₂(Y₂-Y₁) / (Y₁+Y₂) а также величину X_O, определяющую положение оси Е F (фиг.1) крутильных колебаний: X₀ = Y₁/(Y₁+Y₂) (2). Соотношения (1) и (2) удобны для машинной обработки. 3 ил.

Изобретение относится к области неразрушающих способов контроля и может быть использовано для контроля качества изделий в различных отраслях техники, в частности для резонансных испытаний строительных изделий, например железобетонных панелей.

Цель изобретения - повьш1ение точности и информативности за счет раздельной регистрации изгибных и кру- тильных колебаний и получения информации о величинах колебательных отклонений изделия в точках контроля от положения равновесия, а также о положении оси крутильных колебаний.

На фиг.1 изображено испытуемое изделие на испытательном стенде в рабочей позиции, на фиг.2 - векторная диаграмма, соответствующая распределению регистрируемых величин относительно поперечного сечения изделия, на фиг.З - векторная диаграмма в прямоугольных координатах, поясняющая способ.

Способ регистрации колебаний и разделения их на компоненты состоит в выполнении следующих операций: устанавливают регистрационные датчики колебаний в двух контрольных точках испытуемого изделия, лежащих на его противоположных сторонах в плоскости ожидаемых крутильных колебаний подвергают испытуемое изделие вибрационной нагрузке, регистрируют с помощью регистрационных датчиков величины у, и у, соответствующие суперпозиции изгибных и крутильных колебаний в первой и второй контрольных точках соответственно} определяют величину Xj, соответствующую положению оси крутильных колебаний на отрезке прямой, соединяющей контрольУ4ные точки, из соотношения х ---- :

У.- Уг

определяют величину 1, соответствующую изгибкому отклонению от положения равновесия, из соотношения

2yj. У1 + У.,

, определяют величины

5 о

5

0

5

0

5

У 5 и у ,

соответствующие крутильным отклонениям от положения равновесия |В первой и второй контрольных точках соответственно, из соотношений

У Ll3.-Jli.l . у, + У2

- XilXir Zil У4

Испытуемое изделие 1 (фиг.1) устанавливают концами на подвижную 2 и неподвижную 3 шарнирные опоры испытательного стенда (не показан). Контрольными точками, в которых устанавливают регистрационные датчики (не показаны) и регистрируют колебания, являются точки С и D, расположенные на противоположных сторонах колеблющегося изделия 1 и в плоскости Р - плоскости крутильных (нецелевых) колебаний, ожидаемых в зтом изделии.

При отсутствии крутильных колебаний виброграммы в обеих точках С и D идентичны и вызваны только изгибными колебаниями испытуемого изделия 1 в этих точках. При наличии крутильных колебаний происходит суперпозиция их на изгибные колебания.Регистрация колебаний в двух точках С и D с последующей обработкой виброграмм согласно соотношениям для определения х, 1, у, и у дает возможность выявить как сам факт наличия крутильных колебаний, так и величины коле51

бательных изгибных и крутильных отклонений изделия 1 в этих точках, а также положение оси Е крутильных колебаний с центром в точке 0.

Изобретение представляет собой гр фический способ разделения результирующих колебаний на составляющие из- гибные и крутильные колебания, возникающие при вибрационных испытаниях в изделиях,подвергающихся неразрушающему контролю, сущность которого состоит в следующем (фиг,2).

На поперечном сечении 4 испытуемого изделия плоскостью ожидаемых крутильных колебаний откладывают векторы у и у, по величине пропорциональные сигналам, регистрируемьм в контрольных точках. Затем один из векторов, например у, инвертируют, конец вектора (-у,) соединяют прямой с концом другого вектора у . При персечении этой прямой со средней линией АВ поперечного сечения изделия находится точка О, определяющая ось крутильных колебаний в изделии.Из этой точки О восстанавливают перпендикуляр в направлении векторов у и у2 и проводят прямую, соединяющую концы векторов у и у, где в точке пересечения этой прямой и перпендикуляра проводят прямую, параллельную средней линии АВ, В точках пересечения этой прямой с продолжением вектора у, и вектором у, отсекаются отрезки векторов соответственно У- и у., пропорциональные перемещениям соответствующих концов изделия в крутильных колебаниях,

В результате проведеннЕлх на фиг. 2 построений выявляются крутильные перемещения концов изделия - векторы Уэ и у. ось крутильных колебаний изделия - точка О значение изгибно- го (возвратно-поступательного) перемещения изделия - вектор 1,

Способ регистрации колебаний и раделения их на компоненты основан на аналитическом описании приведенных выше (фиг, 2) графических построений, удобном для машинной обработки

На фиг,3 левый край испытуемого изделия приведен к началу координат (точка С), средняя линия направлена вдоль оси абсцисс, х - ширина изделия.

Определим значение К, тангенса . угла наклона прямой GH:

16800

К, . (,)

Приняв ширину изделия х, 1, 5 упростим вьфажение для

К

ч У« Уе(2)

Для нахождения координаты точки О 0 через К 4 запишем выражение

У« + У

.(3)

К, в котором, заменив у на текущее у;- ,

J 5 получим

х-. -Zi-i-Zi- . К,

(4)

В полученное выражение подставим К,, тогда

,. . .zj-i-xi ; (5) у у

а поскольку для точки О значение О, получим

х, -Zi- . (6) У4+ Уг

Отсюда отрезок х; будет равен -х, X,5:i., (7)

У4

а учитывая, что х,« 1, запишем

X, -х;. 1 - - Zii-yil-y.

У« Уа Уа

. У1 (а уГ+ У.

или ДЛЯ точки О найдем

X - 1 - (х,- х;) - 1Zi- .

° УЛ У

, У.1.1-У1-1.У- у . . (9) yt + У У,+ У2

Определим значение К тангенса угла наклона прямой LH:

К,

. X,

(10)

который при значении х, 1 имеет вид: Kj- у, . (11)

Для вектора 1, характеризующего изгибное (возвратно-поступательное) колебание, запишем:

K,x,-f y ( y,).(-П-) y

y У2

zilziz.Yii. . ii-iiz2:Z ZiIii:ilz«-.Zi - У1 - y y,+ Уг

.) 2.V V -1- . n У.+y. ,y

Длина векторов У, и у может быть раскрыв в которых значение для векто- представлена следующими выражениями; ,Ра 1, получим:

У

1 - У, и У4 Уа- 1 (13),

у 2 -2i-Xl . У,+ Уг

2 i2Z2rI 2iI 2 I У f + Уг

- 2 Х Уг

i:LZ2 j: Yli 2jrj.Yi

У|+ Уа

У Уг

Таким образом, полученные выражения (9), (12), (14) и (15) полностью описывают: положение оси (центра) крутильных колебаний испытуемого изделия (точка 0), колебательное из- гибное движение оси изделия (вектор 1) величины крутильных колебаний левого и правого края изделия (вектора у и%).

Получение такой информации позволяет точно оценить качество изделия,неразрушающим методом по целевым изгиб- ным колебаниям. При смещенной оси крутильных колебаний EF относительно продольной оси симметрии изделия, представляется возможным производить оценку распределения массы в изделии

и напряжений в нем.

о

Формула извбретения

Способ регистрации колебаний и разделения их на компоненты, заключающийся в том, что устанавливают регистрационный датчик колебаний в контрольной точке на испытуемом изделии, подвергают изделие вибрационной нагрузке и регистрируют его колебания в контрольной точке, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и информативности, устанавливают регистрационные датчики

.2yijj z ZilYii i:i) У2

. 21(). (14)

, Уг liZil-Zilr ZiZa у + У2

.)

Уг

(15)

в двух контрольных точках испытуемого изделия, лежащих на его противоположных сторонах в плоскости ожидаемых крутильных колебаний, регистрируют с помощью регистрационных датчиков величины у, и у, соответствующие суперпозиции изгибных и крутильных колебаний в первой и вторрй контрольных точках соответственно, определяют величину Хд, Соответствующую положению оси крутильных колебаний на отрезке прямой, соединяющей контрольные точки, из-соотношения

у7 + УХ

определяют величину 1 , соответствующую изгибному отклонению от положения равновесия, из соотношения

1

определяют величины у,и у, соответствующие крутильным отклонениям от положения равновесия в первой и второй контрольных точках соответственно, из соотношений

. y(. Уг

.

У|+ У2

Фиг. 2