Способ частотных испытаний объекта Советский патент 1981 года по МПК G01M7/00 

(54) СПОСОБ ЧАСТОТНЫХ ИСПЫТАНИЙ ОБЪЕКТА

Изобретение относится к испытатель 1ной технике, а именно к способам частотных испытаний объектов, и может быть использовано, например, в авиастроении при исследовании частот и форм собственных колебаний элементов летательных аппаратов. При определении частот и форм собственных колебаний объектов к ним обычно присоединяется технологическая оснастка, масса и жесткость которых вносят погрвиность в результаты экспершлента. В связи с этим применяются различные катоды компенсахщи влияния присоединенных масс и жесткостей. Известен способ частотных испыта- НИИ объекта, согласно которому к испы туемому объекту в точках присоединения к нему связей, вносящих дополнительную жесткость, приклалываютдополнительные (компенсирующие) силы, векторы которых равны и противоположно направлены векторам реакций присое дасненных связей. Компенсирукицая сила создается с помощью электромеханического силовозбудителя, улравляемого с помощью компенсатора, вырабатывсио-. щего электрическое напряжение, являющееся аналогом- перемещения точки объекта, в которой к нему присоединена связь . Недостатком этого способа является сложность реализации, поскольку требуется предварительное математическое описание присоединяемых к объекту связей и довольно сложная компенсирующая система. Кроме того, способ не универсален, так как для каждого типа оснастки и возбудителя колебаний необходимо создание своего компенсатора. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ частотных испытаний объекта, по которому .испытуемый объект устанавливаю на вспомогательной системе, состоящей из связей, вносящих дополнительную жесткость, и массы, методом последовательных приближений подбирают один из параметров вспомогательной системы до обеспечения равенства резонансных частот полной системы, включакхдёй вспомогательную систему и присоединенный к ней испытуемый объект, и вспомогательной системы,, и по окончаний подбора возбуждают резонансные колебания объекта 2. Недостатками известного способа являются значительные трудоемкость и затраты времени на проведение испыта ний. Это обусловлено тем, что процед ра подбора жесткости связей или масс вспомогательной системы предусматривает многократное отсоединение объек та от вспомогательной системы и присоединение его к ней, что необходимо для измерения резонансных частот полной и вспомогательной систем. Цель изобретения - уменьшение тру доемкости и времени испытаний. Эта цель достигается тем, что производят предварительную тарировку вспомогательной системы, определяя ее резонансные частоты при различных величинах массы или жесткости. Кроме того, тарировка может произ водиться ступенчатым нагружением вспомогательной системы статической нагрузкой, йри этом на каждом этапе нагружения измеряют смещение си зтемы от нулевого положения равновесия и по величинам смещения определяют резонансные частоты. На чертеже схематично изображена вспомогательная система с установленным на ней испытуемым объектом испытаний. . Способ осуществляется следующим образом. Испытуемый объект 1 подвешивают на связях 2, например на пружинах, вносящих дополнительную жесткость. В местах крепления- связей 2 к объекту 1 присоединяют массу 3, которая совместно со связями 2 образует вспомогательную систему. Перед основными испытаниями проводят тарировку вспомогательной системы, при которой определяют ее резонансные частоты при различных величинах масс (если при испытаниях требуется скомпенсировать влияние жесткости связей или жесткостей (если требуется скомпенсировать влияние присоединенной массы). Затем возбуждают колебания полной системы, включающей вспомогательную систему и испытуемый объект 1, с произвольной массой М и каким-либо из известных методов определяют резонансную частоту WJ полно системьл. Используя данные тарировки, подбирают такую массу М, при которой резонансаая частота вспомогатель ной системы равна частоте (е;. Затем определяют резонансную частоту ш лояной системы с массой М т.е. час готу второго приближения. Далее тем же путем определяют резонансные частоты последующих приближений. Про цесс подбора массы прекращают при раз-ности частот 12J - соседних приближений, удовлетворякщей необходимой точности. В результате, резонансная частота и форма колебаний полной системы практически совпа дают с истинными частотой и формой колебаний испытуемого объекта. Если вспомогательная система имеет одну ступень свободы и если при испытании возбуждаются вертикальные колебания, тарировка вспомогательной системы может быть произведена без использования возбуди1;еля колебаний, а именно ступенчатым нагружением вспомогательной системы статической нагрузкой, при котором на каждом этапе нагружения измеряют смещение системы от нулевого положения равновесия. По величинам смещения рассчитывают резонансные частоты системы. В результате исключения необходимости многократного отсоединения и присоединения испытуемого объекта при подборе компенсирующей массы (или жесткости) существенно снижаются трудоемкость и время испытаний, в особенности объектов, имеющих большие размеры и вес. Формула изобретения 1.Способ частотных испытаний объекта, по которому испытуемый объект устанавливают на вспомогательной системе, состоящей из связей, вносящих дополнительную жесткость, и массы, методом последовательных приближений подбирают один из параметров вспомогательной системы до обеспечения равенства резонансных частот полной систеьы, включающей вспомогательную систему и присоединенный к ней испытуемый объект, и вспомогательной систеtvbi, и по окончании подбора возбуждают резонансные колебания объекта, о тлич ающий ся тем, что, с целью уменьшения трудоемкости и времени испытаний, производят предварительную тарировку вспомогательной систегуы, определяя ее резонансные частоты при различных величинах массы или жесткости.. 2.Способ по П.1, от л и ч а ющ и и с я тем, что тарировку производят ступенчатым нагружением вспомогательной системы статической нагрузкой, при этом на каждом этапе нагру- , жения измеряют смещение системы от нулевого положения равновесия и по величинам смещения определяют резонансные чдх:тоты. Источники информации принятые во внимание при экспертизе 1.Лазарян В.А и др. О реал-изации автоматической системы компенсации влияния присоединенных масс и связей на характеристики механических систем при лабораторных динамических исследованиях. Тезисы докладов конференции по колебаниям механических систем. Киев, Наукова думка, 1971, с.55. 2.Справочник авиаконструктора, т. 3, М., ЦАГИ, 1939, с. 626-628,