МАЯТНИК ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЕРТИКАЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ Советский патент 1941 года по МПК G01M1/04 

Предметом настоящего авторского свидетельства является маятник для исследования вертикальных колебаний или деформаций инженерных сооружений.

При невозможности создания вне исследуемого сооружения неподвижной точки на самом сооружении подвешивают на пружине достаточно большую массу, принимаемую вследствие ее инерции за неподвижную, и по отношению к ней измеряют перемещение объекта исследования. Означенная масса будет неподвижной лишь тогда, когда частота колебаний исследуемого объекта будет более чем в 4-5 раз превышать частоту ее собственных колебаний. В противном случае инерционная масса становится подвижной.

Частота собственных колебаний инерционной массы, подвешенной на пружине, должна быть возможно более низкой для того, чтобы при колебаниях исследуемого сооружения с наиболее низкой частотой последняя все же превышала частоту собственных колебаний инерционной массы более чем в четыре раза. Так как частота собственных колебаний инерционной массы определяется по формуле: , то для уменьшения частоты собственных колебаний следует либо увеличить массу m, либо уменьшить жесткость с пружины, на которой подвешена инерционная масса, т.е. уменьшить отношение приращения силы натяжения пружины к приращению ее длины.

В переносных маятниках для исследования вертикальных колебании выгодно уменьшать жесткость с пружины, на которой подвешена инерционная масса.

Согласно изобретению, маятник отличается тем, что при исследовании колебаний сооружений натяжение проволоки или пружины, на которой подвешена инерционная масса, не изменяется.

При этом условии, как видно из формулы, инерционная масса не совершает колебаний. Эта отличительная особенность достигается тем, что проволока (или шнур), посредством которой инерционная масса маятника соединена с исследуемым сооружением, разрезана, и образовавшиеся концы навиты на два блока, из которых один переменного радиуса.

На фиг. 1 изображена инерционная масса маятника; на фиг. 2 - центральная часть маятника.

В описанной ниже конструкции маятник подвешен на двух проволоках (шнурах). Поэтому устройство снабжено четырьмя блоками. Эти блоки насажены на общую ось 1, находящуюся в центре инерционной массы маятника. Два блока 2 очерчены по окружности и на них навивают проволоки 3, соединенные с инерционной массой 4. Блоки 5 очерчены по спирали и на них навивают проволоки 6, идущие к проволокам 8, посредством которых подвешивают инерционную массу к исследуемому сооружению.

Пружины 7 противодействуют повороту спиральных блоков 5. Для того, чтобы ось была сбалансирована, спиральные блоки 5 насажены симметрично относительно этой оси.

Если такой маятник подвесить к исследуемому сооружению, то при вертикальных колебаниях последнего инерционная масса маятника, вследствие своей инерции, будет стремиться сохранять положение покоя.

Натяжение проволок 6 и 8 при этом не изменится, так как изменение расстояния между колеблющейся точкой подвеса и неподвижным центром массы маятника компенсируется поворотом спиральных блоков 5.

Благодаря спиральной форме блоков 5 произведение переменной силы натяжения пружины 7 на постоянный радиус блоков 2 всегда равно произведению постоянной силы натяжения проволок 8 на переменный радиус спиральных блоков 5.

Подобное же устройство может быть применено и в других приборах, например, в прогибомерах для создания постоянства натяжения проволаки и в путеизмерителях - для постоянства прижатия роликов с рельсами.

Маятник для исследования вертикальных колебаний, соединяемый посредством проволоки и пружины с исследуемым объектом, отличающийся тем, что, с целью обеспечения неподвижности массы маятника, две половины означенной проволоки соединены с двумя блоками, из коих один переменного радиуса.