Способ определения декремента колебаний

-4.3..

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистическим республик (11) 600420

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 120876 (21) 2396542/25 — 28 с присоединением заявки Ж (23) Приоритет (43) Опубликовано з0.03,78.Ьюллетень ¹ (45) Дата опубликования описания 040478 (51} М. Кл. 01 К 11/16

ГощаротввннмФ номнтвт

Соввта Мнннотров СССР но двнам наоорвтвннй н отнрытнй (53) УДК 620.178. .311.6 (088.8) (72} Авторы изобретения

В. В. Матвеев и А. П. Яковлев (71) Заявитель

Институт проблем прочности АН Украинской Сср (5 4 ) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕК PEMEHTA

КОЛЕБАНИИ

Изобретение относится к области исследования механических свойств материала при переменных нагрузках, а именно к способам определения декремента колебаний. 5

Известен способ определения декремента колебании, заключающийся в том, что возбуждает резонансные колебания исследуемого образца или элемента конструкции при постоянном значении lp амплитуды возмущающей силы, регистрируют резонансную,частоту и максимальную резонансную амплитуду колебаний, а также частоты вынужденных колебаний по обе стороны от резонанса при амплитуде колебаний, составляющей некоторый уровень (0,5 или 0,707) резонансной амплитуды, определяют ширину резонансного пика на некотором фиксированном уровне амплитуды колебаний и вычисляют по полученным данным декремент колебаний (1)

Этот способ является наиболее близким к изобретению по технической 25 сущности и достигаемому эффекту.

Однако применение этого способа для исследования демпфирующих сВоАсТВ реальных колебательных систем, как правило нелинейных, не обеспечивает в общем случае получения достоверных ре зультатов . При исследовании демпфирующих свойств материалов применение этого способа ограничивается малыми уровнями циклического деформирования материала, когда необратимые потери энергии невелики и колебательную систему можно считать практически линей" ной. В противном случае применение известного способа, не учитывающего обусловленную рассеянием энергии нелинейчость колебательной системы, может привести к существенной погрешности.

Целью-изобретения является повышение достоверности результатов эксперимента и расширение области применения.

Для этого по предлагаемому способу дополнительно возбуждают резонансные колебания исследуемого образца или элемента конструкции с максимальной амплитудой колебаний, равной амплитуде колебаний, на уровне которой определяется ширина резонансного пика, находят соответствующее этому возбуждению фиксированное значение амплитуды

600420 возмущающей силы и вычисляют декремент колебаний по формулам где а — максимальная резонансная ! амплитуда, фиксируемая при основном в оз бужденни резонансных к олеба ний; а2- максимальная резонансная амплитуда, фиксируемая при дополнительном возбуждении резонансных колебаний; 15

B(a,)- декремент колебаний, соответствующий амплитуде колебаний а,.

S(42)- декремент колебаний, соответствующий амплитуде колебаний а и ы — ширина резонансного пика, измеряемая при основном возбуждении резонансных колебаний на уровне амплитуды колебаний, равной а1)

Р— резонансная частота;

36 — безразмерный коэффициент, равный отношениюа /а;

oc — безразмерный коэффициент, равный отношениюс /о где q и — амплитуды возмущающей си2 лы или параметра, ей пропорционального З0 при которых производится соответственно основное и дополнительное возбуждение резонансных колебаний;

/3 — безразмерный коэффициент, равный отношению f3-iP; 35

Способ осуществляется следующим образом.

Образец или элемент конструкции устанавливают на платформе вибростенда, например электродинамического, 40 и возбуждают резонансные колебания при каком-либо постоянном значении амплитуды возмущающей силы (ускорения платформы). Измеряют величину амплитуды возмущающей силы q или 45 параметра, ей пропорционального. Изменяют частоту возбуждения по изменению амплитуды колебаний определяют резонанс, фиксируя максимальную резонансную амплитуду колебаний а < и ре- 50 эонанасную частоту р . Далее несколько увеличивают частоту возбуждения в сторону резонансных частот и регистрируют ее значение ы" при некоторой фиксированной амПлитуде установившихся колебаний а1.

Затем изменяют частоту возбуждения в сторону дореэонансных частот и регистрируют ее значение й) для той же фиксированной амплитуды установившихся колебаний а . По данным изме1 рения частот определяют ширину резонансного пика LL а = (з"- & .

Далее возбуждают резонансные колебания того же образца или элемента конструкции при другом (меньшем) эначении амплитуды возмущающей силы, при котором максимальная резонансная амплитуда колебаний оказывается равной амплитуде а 2, и измеряют соответствующее значение амплитуды возмущакицей силы с

Возможна и обратная, более простая, последовательность проведения эксперимента. Вначале возбуждают резонансные колебания при каком-либо фиксированном постоянном значении амплитуды возмущающей силы с) . Изменяют часто2 ту возбуждения и по изменению амплитуды колебаниЯ определяют резонанс, фиксируя максимальную резонансную амплитуду колебаниИ а2 и резонансную частоту р . Затем возбуждают резонансные колебания того же образца или элемента конструкции при другом (большем) фиксированном значении амплитуды возмущающей силы и региф1 стрируют соответствующее ей значение максимальной резонансной амплитуды колебаний а . Затем, изменяя частоту возбуждения в сторону зарезонансных и дорезонансных частот, фиксируют ее

1 значения й) и ы для уровня амплитуды колебаний с 1 .

По данным измерения ширины резонансного пика Ь(), резонансной частоты 1э, значений амплитуд колебаний

Q> и а2и амплитуд возмущающих сил

q < и о2 вычисляют значения декремента колебаний по приведенным выше формулам.

Изобретение позволяет использовать способ определения декремента колебаний по ширине пика резонансной кривой для реальных колебательных систем, обеспечивая получение достоверного результата при любом характере их нелинейности, обусловленной рассеянием энергии.

Формула изобретения

Способ определения декремента колебаний, заключающийся в том, что возбуждает резонансные колебания исследуемого образца или элемента конструкции при постоянном значении амплитуд1 ды возмущающей силы, регистрируют резонансную частоту и максимальную резонансную амплитуду колебаний, определяют ширину резонансного пика на некотором фиксированном уровне амплитуды колебаний и вычисляют по полученным данным декремент колебаний, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности результатов эксперимента и расширения исследуемого образца или элемента конструкции с максимальной амплитудой колебаний, равной амплитуде колебаний, на уровне которой определяется ширина ре600420

Составитель Г. Романова

РедактоР О. ЮРкова ТехРед Э Фа„та КоРРектоР Н.ковалева

Заказ 1894/59

ЦПИИПИ

Тираж 1112 Подписное

Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ПП!! Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 эонансного пика, находят соответствующее этому возбуждению фиксированное значение амплитуды возмущающей силы и вычисляют декремент колебаний по формулам . Ж

8(а,) -A а

1-о

S(a )* . ли р где а — максимальная резонансная

1 амплитуда, фиксируемая при основном возбуждении резонансных колебаний; а — максимальная резонансная амплитуда, фиксируемая при дополнительном возбуждении резонансных колебаний; 15

Б(а ) — декремент колебаний, соответствующий амплитуде колебаний о<

6(0 ) — декремент колебаний, соответствующий амплитуде колебаний а

b& — ширина резонансного пика, 20 измеряемая при основном возбуждении резонансных колебаний на уровне амплитуды колебаний, равной резонансная частота;

Ж вЂ” безразмерный коэффициент, равный отношению а /а1,. ж — безразмерный коэффициент, ю Йг гле и — амплитуды возмущающей силы или параметра, ей пропорционального, при которых производится соответственно основное и дополнительное воэбуждение резонансных колебаний; ф — безразмерный коэффициент, равный отношению (5 = 1/ос, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Покровский В.Н. Вихров В. И. дистанционная установка для измерения внутреннего трения и модуля упругости радиоактивных металлов. — В сб.:

Внутреннее — ðåíèå в металлах и сплавах. М., Паука, 1966, с. 179-187.