СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК РАССЕЯНИЯ ЭНЕРГИИ ПРИ КОЛЕБАНИЯХ Советский патент 1972 года по МПК G01N11/16 

Изобретение относится к способам исследования материалов и элементов конструкций при переменных нагрузках, а именно к способу определения характеристик рассеяния энергии (внутреннего трения, циклической вязкости) при колебаниях.

-Известен способ определения характерисгик рассеяния энергии (логарифмического декремента колебаний б, коэффициента поглощения , коэффициента внутреннего трения

7 -и добротноеги колебательной системы

тс тс

Q -) по ширине пика резонансной кривой в

на определенном уровне его высоты.

Известный способ заключается в возбуждении колебаний исследуемого образца или элемента конструкции при постоянной амплитуде гармонической возмущающей силы, регистрации амплитуды и частоты резонансных колебаний, частот вынужденных колебаний по обе стороны от резонанса при амплитуде колебаний, составляющей некоторый уровень резонансной, равный 0,5 (или 0,7), определении по данным измерения частот ширины резонансного пика на уровне 0,5 (или 0,7) резонансной амплитуды и вычислении характеристики рас. сеяния энергии, например логарифмического декремента колебаний, соответствующего резонансной амплитуде, по известной формуле.

Недостатком известного способа является ограниченность его использования, поскольку он базируется на зависимостях, полученных, как известно, для линейной системы (для случая амплитудонезависимого относительного рассеяния энергии). Таким образом, способ резонансной кривой не позволяет в общем случае получить достоверные результаты.

Цель изобретения - получение более достоверных результатов при любом характере нелинейности, обусловленной рассеянием энергии.

Предлагаемый способ отличается от известного способа резонансной кривой тем, что при вынужденных колебаниях с а.мплитудой, при

5 которой определяют ширину резонансного пика, дополнительно регистрируют угол сдвига фаз между возмущающей силой и вызываемой ею деформацией образца или элемента конст0рукции и вычисляют характеристику рассеяния энергии, например логарифмический декремент колебаний по формуле:

а Дш„

25

Р cosy

где 6-логарифмический декремент колебаний;

Асо - ширина резонансного пика на уровне а;

р - частота резонансных колебаний; . 7а - угол сдвига фаз между возмущающей силой и вызываемой ею деформацией на уровне а.

Описываемый способ может быть осуществлен следующим образом.

Образец из исследуемого материала устанавливают, например, на платформе электродинамического впбростенда, возбуждают резонансные колебания образца с требуемой амплитудой и фиксируют значения амплитуды и резонансной частоты. Амплитуда колебаний регистрируется, например, при помощи наклеиваемых на образец тензопреобразователей и соответствующей аппаратуры (теизоусилителя, лампового вольтметра), а частота возбуждения, задаваемая звуковым генератором чер.аз усилитель вибростенда, - с помощью электронносчетного частотомера.

Далее, не изменяя мощности возбуждения, постепенно изменяют частоту возбуждения, например в сторону повышения, и фиксируют значение частоты установившихся колебаний при амплитуде колебаний, составляющей некоторый уровень резонансной, и угол сдвига фаз между возмущающей силой и вызываемой ею деформацией образца. Регистрация угла сдвига фаз производится по сигналам от датчика ускорений, установленного на платформе вибростенда, и тензопреобразователей с помощью электронного фазометра. Затем снижают частоту и фиксируют ее значение в дорезонансной области при амплитуде колебаний, составляющей тот же уровень а резонансной. По данным измерения частот определяют ширину резонансного пика на уровне а и вычисляют логарифмический декремент колебаний, соответствующий резонансной амплитуде, по приведенной выше формуле.

Предмет изобретения

Способ определения характеристик рассеяния энергии при колебаниях, заключающийся в возбуждении колебаний исследуемого образца или элемента конструкции при постоянной

амплитуде гармонической возмущающей силы, регистрации амплитуды и частоты резонансных колебаний, определении ширины резонансного пика при амплитуде, составляющей некоторый уровепь резонансной, и вычислении

по указанным параметрам характеристики рассеяния энергии, соответствующей резонансной амплитуде, отличающийся тем, что, с целью получения более достоверных результатов при вынужденных колебаниях с амплитудой, при которой определяют щирину резонансного пика, дополнительно регистрируют угол сдвига фаз между возмущающей силой и вызываемой ею деформацией образца или элемента конструкции и вычисляют характеристику рассеяния энергии, например логарифмический декремент колебаний, по формуле:

Р cos Tf

где б - логарифмический декремент колебаний;

ее - некоторый уровень резонансной амплитуды;Асо -ширина резонансного пика на уровне а;

р--частота резонансных колебаний; 7а -угол сдвига фаз между возмущающей силой и вызываемой ею деформацией на уровне а.