Способ определения логарифмического декремента колебаний сложной механической системы

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при исследованиях вибрационной надежности для определения логарифмического декремента колебаний сложной механической системы, например рабочих колес турбомашин. Целью изобретения является повышение точности определения логарифмического декремента колебаний. Для реализации способа на исследуемой механической системе устанавливают тензодатчики в (N + 1)-й сходственной точке, где N≥2. Путем изменения скорости вращения ротора в системе возбуждают резонансные колебания, и по показаниям тензодатчиков строят резонансные кривые. Далее по резонансным кривым определяют парные собственные частоты колебаний P<SB POS="POST">1M</SB>, P<SB POS="POST">2M</SB>, соответствующие одному числу узловых диаметров M. Затем одну из оснащенных сходственных точек принимают за точку отсчета (нулевую точку) и относительно этой точки определяют угловые координаты всех остальных точек. На частоте вращения ω, выбранной внутри интервала угловых скоростей, при которых в системе возбуждаются резонансные колебания с найденными парными частотами, регистрируют разности фаз колебаний между каждой из оснащенных сходственных точек и нулевой и определяют логарифмический декремент колебаний по формуле, приведенной в формуле изобретения. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 G 01 Н 11/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4376906/28 (22) 08,02.88 (46) 15,08.91. Бюл. М 30 (71) Производственное объединение "Турбомоторный завод" им, К,Е.Ворошилова (72) И.И.Немцов, Я.И.Евсеев и Е.В.Урьев (53) 621.317.756 (088.8) (56) Писаренко Г.С., Яковлев А.П., Матвеев .8.8. Вибропоглощающие свойства конструкционных материалов. Киев; Науковадумка, 1971, с.46 — 47, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЛОГАРИФМИЧЕСКОГО ДЕКРЕМЕНТА КОЛЕБАНИЙ

СЛОЖНОЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при исследованиях вибрационной надежности для определения логарифмического декремента колебаний сложной механической системы. например рабочих колес турбомашин.

Целью изобретения является повышение точности определения логарифмического декремента колебаний. Для реализации

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при исследованиях вибрационной надежности для определения логарифмического декремента колебаний поворотно-симметричной системы с несовершенствами.

Цель изобретения — повышение точности определения логарифмического декремента колебаний поворотно-симметричной системы с несовершенствами, вращающейся в неподвижном неравномерном силовом поле.

„„. Ж„„1670426 А1 способа на исследуемой механической системе устанавливают тензодатчики в (n + 1)-й сходственной точке, где n 2. Путем изменения скорости вращения ротора в системе возбуждают резонансные колебания, и по показаниям тензодатчиков строят резонансные кривые. Далее по резонансным кривым определяют парные собственные частоты колебаний Рн, Pzm, соответствующие одному числу узловых диаметров m.

Затем одну иэ оснащенных сходственных точек принимают эа точку отсчета (нулевую точку) и относительно этой точки определяют угловые координаты всех остальных точек. На частоте вращения со, выбранной внутри интервала угловых скоростей. при которых в системе возбуждаются резонансные колебания с найденными парными частотами, регистрируют разности фаэ колебаний между каждой из оснащенных сходственных точек и нулевой и определяют логарифмический декремент колебаний ffO формуле, приведенной в формуле изобретения. 1 табл.

Способ реализуют следующим образом.

На исследуемой механической системе устанавливаются тенэодатчики в (и+1)-й сходственной точке, где n 2, Путем изменения скорости вращения ротора в системе возбуждаются резонансные колебания. По показаниям тензодатчиков строятся резонансные кривые. Для применимости метода необходимо, чтобы в резонансной зоне подавляющее значение имели колебания по основному резонансу, т.е. возбуждались колебания с числом узловых диаметров, рав1670426 ным кратности колебаний. В частности, для этого надо, чтобы зарегистрированные резонансные кривые имели не более двух выраженных пиков, Далее по резонансным кривым определяются парные собственные частоты колеба НИй Р1 . PZm, СООтВЕтСтВУЮЩИЕ ОДНОМУ числу узловых диаметров m. Затем одна из оснащенных сходственных точек принимается за точку отсчета (нулевую точку), и относительнб этой точки определяются угловые координаты всех остальных точек, На частоте вращения а1, выбранной внутри интервала угловых скоростей, при которых в системе возбуждаются резонансные колебания с найденными парными частотами, определяются разности фаз колебаний между каждой из оснащенных сходственных точек и нулевой, Определение разности фаз может производиться как иэ анализа записей тензодатчиков, так и по показаниям фазометра.

Для разности фаз 6 между k-й точкой и нулевой будет выполняться равенство

cog Ьс = 01 ст9 fll p(+ Qz, (k = 1,2,...,fl), (1) где рк — угловая координата k-й точки. 01, Qz — коэффициенты, не зависящие от номера лопатки, значения которых определяются по формулам и 0г — Я1 01 Sz 01 — Si Ог

ai—,а=—

nSZ Si nSZ-Sf где

Si —,7, сЩ m fpk. Бг — Z ctg m f/Ik, (2) г

k =1 k=1

D1 = g cЧ»»». »»2 g ctg mt»tkctg Ak

k =1 k =-1

Логарифмический декремент колебанийд определяется после простых преобразований формулы (1) следующим образом: up) +6 - «1 Ь где $ = (Р1щ /Pzm ) + (Pzm /P1m ), ф = 1 — (m СО /PIm )г (1 = 1,2 ) . (4)

Q = Qi /(1 + Q) + Q) )

Пример, Пусть требуется определить логарифмический декремент колебаний рабочего колеса турбомашины диаметром

2752 мм, рабочей длиной лопатки 650 мм с двумя демпферными проволоками, установленными на высоте 460 мм и 600 мм. По резонансным кривым нескольких лопаток было установлено, что в диапазоне угловых скоростей п = 1950-1980 об/мин рабочее

КОЛЕСО ИМЕЕТ ДВЕ РЕЗОНаНСНЫЕ ЧаСтОтЫ Pim=

- 228 Гц и pzm = 230 Гц, соответствующие

Одному и тому же числу узловых диаметров, равному m = 229/32,7 = 7.

На частоте вращения ротора по=

=1965,6 об/мин были зарегистрированы

5 разности фаз колебаний пяти лопаток:

После подстановки этих данных в формулы (2) и (4), определяются значения требуемых параметров 51 =- 9,569238; Sz =

= 24,601236; D i = -4,280827; Dz = -14,417972;

10 Qi = -0,99013; Ог = 1,038793; Q =- -0,32363; (= 2,000076; (1 = -0,011612; Q = 0,005904, Следовательно, по формуле (3) декремент колебаний равен д = 0,009028 -= 0,009.

Формула изобретения

15 Способ определения логарифмического декремента колебаний сложной механической системы, заключающийся в том, что возбуждают резонансные колебания исследуемой системы, строят резонансные кри20 вые и по форме кривых определяют логарифмический декремент колебаний, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности определения логарифмического декремента колеба25 ний поворотно-симметричной системы с несовершенствами, вращающейся в неподвижном неравномерном силовом поле, устанавлива : тензодатчики в (и+1)-й (fi > 2) сходственной точке, одну из которых прини30 мают за точку отсчета, по резонансным кривым определяют парные собственные частоты колебаний, соответствующие одному числу узловых диаметров, находят данное число узловых диаметров, определяют

35 углов!ые координаты оснащенных сходственных точек относительно точки отсчета на частоте вращения, выбранной внутри интервала угловых скоростей, при которых в системе возбуждаются резонансные коле40 бания с найденными парными собственными частотами, регистрируют разности фаз колебаний между каждой из оснащенных сходственных точек и точкой отсчета и определяют логарифмический декремент коле45 баний по формуле

)» Р! Р2 0(1 +ф1 (»(2

fTl0> 1 — Q( где m — число узловых диаметров;

P1m, Рг — парные собственные частоты колебаний; в — частота вращения;

55 (= + —;

P1m P2m

P2m P1m

« =1 — — (1=1,2), m 07.

1670426

a—

01 п D2 S1D1

;01

1+а +а1 nS2 — S) 2 о1 S1 D2

nS2-S) 2

S2= 7 ctg mpk, 01= Z, ctgAk, 02 = «» с19 m P(с19 Ь(k =1 где p,,Ьк — соответственно угловая координата и фаза колебаний k-й сходственной точки относительно точки осчета.

k =1

k =1

Составитель E.Õîìÿêîâ

Техред М,Моргентал Корректор С.Черни

Редактор А,Долинич

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2739 Тираж 307 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5