Устройство для определения параметров колебаний элементов конструкции Советский патент 1991 года по МПК G01M7/00 G01H13/00 

Изобретение относится к исследованию динамических характеристик элементов конструкций при проведении виброиспытаний, может быть использовано для определения частот колебаний, добротности резонансной характеристики элементов конструкции и является усовершенствованием основного изобретения по авт.св. № 1633291.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство для определения параметров колебаний элементов конструкций содержит блок 1 развертки частоты, задающий генератор 2, регулятор 3 амплитуды, усилитель k мощности,

вибростенд 5 с установленным на нем испытуемым объектом 6, вибропреобразователи 7 и 8, согласующие усилители 9 и 10, фазовый детектор 11, блок 12 обратной связи, нуль-орган 13, преобразователь И частота-напряжение, ключи 15 и 16, первый 17 и второй 18 усилители и с регулируемыми коэффициентами ycилeнияJ блок 19 памяти, сумматор 20j коммутатор 21, триггеры 22 и 23, дешифратор 2, элементы 25 и 26 задержки, регистратор 27, вход 28 Пуск, третий 29 и четвертый 30 усилители с регулируемыми коэффициентами усиления соответственно, второй сумматор 31, блок 32 умножения.

о о

4

К)

Выход блока 1 развертки частоты подключен к управляющему входу задающего генератора 2, выход которого через последовательно соединенные регулятор 3 амплитуды и усилитель k мощности подключен к катушке возбуждения (не показана) вибростенда 5 с установленным на нем объектом 6.

На вибростенде 5 и объекте 6 установлены вибропреобразователи 7 и 8 соответственно, подключенные выходами к входам согласующих 9 и 10 соответственно, выходы которых подключены к входам фазового детектора 11.

Выход согласующего усилителя 9 через блок 12 обратной связи подключен к управляющему входу регулятора 3 амплитуды. Выход согласующего усилителя 10 подключен к входу преобразователя

1 частота-напряжение.

в ьн

ход которого подключен через последовательно соединенные ключ 16 и усилитель 18 к суммирующему входу сумматора 20, а через последовательно соединенные ключ 15, усилитель 17 и блок 19 памяти к его вычитающему входу. Выход сумматора 20 подключен к входу регистратора 27 и входу блока 32 умножения, второй вход которог подключен к выходу второго сумматора 31, суммирующий и вычитающий входы которого подключены через третий 29 и четвертый 30 усилители соответственно к выходам блока 19 памяти и второго усилителя 18. Выход блока 32 умножения подключен к второму входу регистратора 27.

Устройство работает следующим образом.

Возбуждают объект 6 колебаниями с изменяющейся с постоянной скоростью частотой, устанавливаемой сигналом с выхода коммутатора 21 по первому входу блока развертки частоты, измеряя при этом сдвиг фаз между возбуждающими колебаниями и колебаниями объекта 6, которые преобразуются вибропреобразователями 7 и 8 в сигналы, которые через усилители 9 и 10 соответственно поступают на входы фазового детектора 11. При совпадении частоты (jDf возбуждения с резонансной частотой 690 объекта 6 разность фаз сигналов на входах детектора 11 равна 7Г/2, а сигнал на его выходе равен нулю. На выходе нуль- органа 13 при этом появляется импульный сигнал, который через коммутатор

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

21 поступает на управляющий вход ключа 15- При этом в блок 19 памяти вводят напряжение, пропорциональное значению частоты (3. Вначале производится сканирование со скоростью V а после срабатывания нуль-органа 13 со скоростью V .Сигнал с блока 19 алгебраически суммируется в суммато- ое 20 с сигналом с выхода усилителя 18 в момент срабатывания нуль-органа 13, а результат пропорциональный величине

tf0 Јf.4t.I.&LL

v« - v,

регистрируется регистратором 27.

Зная частоты й5, (О/z., на которых вынужденные колебания элементов конструкции отстают от задающих на 7/2 при скоростях сканирования частоты возбуждения V,j и V. соответственно, Можно определить добротность Q резонансной характеристики элементов

Конструкции на основании выражения:

i

ц)-( oO-zVx -

4 ,y

Сигналы с выходов блока 19 памяти и второго усилителя 18 (пропорциональные йЭ( и о94) поступают через третий 29 и четвертый 30 усилители, На суммирующий и вычитающий входы второго сумматора 31. Коэффициенты передачи усилителей 29 и 30 устанавливают равными .Ј, 1AV соответственно. Сигнал с выхода сумматора 31 поступает на второй вход блока 32 умножения в результате чего на выходе блока 32 умножения формируется сигнал, пропорциональный значению Q, который поступает на второй вход регистратора 27. При этом на выходах дешифратора 2k установлена кодовая комбинация DO, на выходах дешифратора 2k сигналы равны нулю, блок 1 развертки устанавливает частоту задающего генератора 2 равной ее первоначальному значению. В этот момент развертка частоты отключена. Устройство установлено в исходное состояние до прихода импульса на вход 28 Пуск.

Формула изобретения

Устройство для определения параметров колебаний элементов конструкции по авт.св. № 163329, о т л и чающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможноеi

тей оно снабжено третьим и четвертым усилителями с регулируемыми коэффициентами усиления, вторым сумма- тором суммирующий и вычитающий входы которого подключены к выходам третьего и четвертого усилителей соответственно, блокам умножения, входы которого подключены к выходу М первого и второго сумматоров, а выход К - к второму входу регистратора, выходы блока памяти и второго усилителя подключены к входам третьего и четвертого усилителей соответственно.

Изобретение относится к исследованию динамических характеристик элементов конструкций при проведении виброиспытаний и может быть использовано для определения частот колебаний, добротности резонансной характеристики элементов конструкции. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Цель изобретения достигается за счет того, что кроме определения резонансных частот колебаний, устройство реализует определение добротности в соответЮ( (Л-г ствии с выражением Q - -.-,--- й( - z) у ГДе vi Vfc - скорости сканирования задающих частот, оО ,U)g - частоты, на которых вынужденные колебания отстают от задающих на V/2. 1 ил. ю