Способ определения логарифмического декремента колебаний Советский патент 1982 года по МПК G01H11/00 

Изобретение относится к испытаниям материалов и изделий на вибрацию и может быть использовано для определения демпфирующих свойств материалов при усталоЬтных испыта- ниях. Известен способ определения рассеяния энергии при колебаниях упругих . Однако согласно данному способу для получения амплитудной зависимости характеристики рассеяния энергии требуется осуществить многократное измерение величин, характеризующих колебательный процесс и выполнить трудоемкие вычисления. Из известных способов определения характеристик рассеяния энергии методом свободных затухающих колебаний наиболее близким к предложенному по технической сущности является способ заключающийся в том, что возбуждают резонансные колебания образца, срыва возбуждение и, учитывая амплитуду затухающих колебаний, определяют вел чину логарифмического декремента колебаний 2 }. По полученным данным выполняют расчет амплитудной зависимости логарифмического декремента колебаний согласно выражению «. недостаток известного способа заключается в сложности аппаратурной реализации расчетов и отображения ампаитудной зависимости в удобном для визуального восприятия виде и,как следствие, недостаточная точность определения логарифмического декремента колебаний . Целью изобретения является повышение точности. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения логарифмического декремента колебаний, заключающемся в том, что возбуждают резонансные колебания, срывают возбуждение и, учитывая амплитуду затухающих колебаний, определяют величину логарифмического декремента колебаний, после срыва возбуждения измеряют время пребывания мгновенного значения амплитуды затухающих колебаний в каждом из последовательности равных интервалов уровней, а логарифмический декремент колебаний определяют по формуле К К u.t

ГлТе сГ - значение декремента в К-о

интервале,

Т - период затухаюаьих колебани д-t 1 - время пребывания МГНОВЕННОГО значения амплитуды в к-ом интервале, К - номер интервала. На фиг. 1 приведена виброграмма ..затухающих колебаний, на фиг. 2 Ьтруктурная схема устройства для реаЬизации способа.

Устройство содержит датчик 1 колебаний, подключенный к нему измеритель 2 амплитуды колебаний, к выходу которого параллельно подключены, по количеству интервалов, амплитудные селекторы 3. К выходу каждого амплитудного селектора 3 последовательно подключены временной селектор 4 и счетчик 5 временных интервалов. К другим входам временных селекторов 4 подключен генератор 6 временных интервалов. Выходы счетчиков 5 подключены к сумматору 7 опроса, к одному из входов которого подключен также генератор 8 импульсов опроса. К выходу коммутатора 7 подключен цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) 9, выход которого подключен к одному из входов аналогового перемножителя 10, а второй его вход подключен к выходу второго ЦАП 11, входом подключенного к генератору 8 импульсов опроса. Выход аналогового перемножителя 10 подключен к одному из входов аналогового делителя 12, другой вход которого подключен к датчику 13 опорного напряжения , сигнал которого пропорционален величине периода резонансных колебаний. Выход аналогового делителя 12 подключен к вертикальноотклоняющему входу электронно-лучевого индикатора 14, к горизонтально-отклоняющёму входу которого подключен выход ЦАП 11.

Способ определения амплитудной зависимости логарифмического декремента колебаний заключается в том, чти в исследуемом образце возбуждают резонансные колебания, срыва.ют возбуждение, после срыва возбуждения резонансных колебаний, с помощью датчика 1 и измерителя 2 амплитуды колебания сигнал, пропорциональный величине амплитуды затухающих колебаний, подают на амплитудные селекторы 3, настроенные на срабатывание в последовательности равных интервалов уровней напряжений.

С помощью временного селектора 4, управляемого амплитудным селектором 3, измеряют времяй1ц пребывания амплитуды затухающих колебаний в каждом из интервалов уровней путем подсчета временных интервалов счетчиками 5, задаваемых генератором б временных интервалов. Состояние счетчиков 5, последовательно, с помощью KOMiviyTaTopa 7 опроса, управляемого

генератором 8 импульсов опроса преобразуют цифро-аналоговым преобразователем 9 в аналоговую величину, которая пропорциональна времени пребывания амплитуды колебаний в каждом из интервалом уровней. Эту величину перемножают аналоговым перемножителем 10 с аналоговой величиной, пропор|циональной номеру опрашиваемого счетчика 5 т.е. номеру интервала к), . h с|)Ормируемой ЦАП 11 от генератора 8 Чтмпульсов опроса. С выхода перемножителя 10 сигнал, пропорциональный

произведению номера интервала и времени пребывания амплитуды в этом интервале, подают на вход-аналогового делителя 12, в котором на него делят величину периода резонансных колебаНИИ Т, формируемого датчиком 13 опорного напряжения{например, механически Связанным с регулятором частоты генератора возбуждения колебаний). : Выходной сигнал аналогового делителя 12, пропорциональный величине

логарифмического декремента колебаний, подают на вертикально отклоняющий вход электронно-лучевого индика.тора 14, а на его горизонтально-отклоняющий вход подают сигнал с выхода ЦАП 11, пропорциональный номеру интервала, при этом на экране элект ронно-лучевого индикатора 14 отображается амплитудная зависимость логарифмического декремента колебания cf

в форме, удобной для визуального восприятия.

Использование предложенного способа позволяет при существеннйм упрощении аппаратурной реализации обеспечить автоматизацию определения и отображения амплитудной зависимости характеристик рассеяния энергии при колебаниях. Для определения искомой зависимости достаточно одного измерения, не требуется производить вычислений, представлена информация в удобной для визуального восприятия и оценки форме. Кроме того, способ дает возможность повысить производиTejjbHOCTb работ при проведении испытаний, расширяет возможности применения метода затухающих колебаний при определении характеристик рас„сеяния энергии для неразрушающих и усталостных испытаний материалов

и изделий.

Формула изобретения

60 Способ определения логарифмического декремента колебаний, заключающийся в том/ что возбуждают резонансные колебания срывают возбуждение и учитывая амплитуду затухаю65 1ДИХ колебаний, определяют велн ину логарифмического декремента колебаний, отличающийся -тем, что с целью повьоиения точности посл срыва возбуждения измеряют время пребывания мгновенного значения амп литуды затухающих колебаний в казадо из последовательности равных интервалов уровней, а логарифмический декремент колебаний определяют по формуле Т (Г - значение декремента в Кинтервале;Т - период затухающих колебаний , ( - время пребывания мгковен ного значения амплитуды в к-ом интервале , К - номер интервала. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР W409111V кл. G 01 11 11/00, 1973. 2,Криштал М.А., Головин С.А. Внутреннее трение и структура металлов. М. , f Металлургия , 1976 (прототип).

Urn ГЭ