Способ определения характеристики внутреннего трения в гибком элементе

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

CoIo3 Советск их

Социалистических

Республик. (i ()4 002896 (6! ) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 3 5. 32.81 (21) 3366872/25-28 (5l)N. К,д. с присоединением заявки Рм—

6 0> К 3/32

ГвеуддретеелныМ каилтет

ФПСР до делам изееретенкй и еткрытий (23) Приоритет—

Опубликовано 07,03.83. Бюллетень % 9

- f3,àTà опубликования описания 07.03 «83 (53) УДК620.178. .Зf3.62(088.8) (72) Авторы изобретения

В.И.Бересневич и С.Л.Цыфанский г ., ° «« °

«: .Ъ

«t

1 (т . «

I т

Рижский ордена Трудового Красного Знаме политехнический институт (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИКИ

ВНУТРЕННЕГО ТРЕНИЯ В ГИБКОМ ЭЛЕМЕНТЕ.

Изобретение относится к исследованию механических свойств материалов, а именно к способам определения характеристики внутреннего трения в гибком элементе, и может бытьиспольэовано при исследовании нитей, тросов, ремней и т.п. гибких элементов.

Известен способ определения харак 1о теристики внутреннего трения материалов и изготовленных иэ них элементов машин и механизмов, основанный на измерении параметров резонансного пи-. ка (l) . !

Однако этот способ весьма трудоемок, так -как требует регистрации резонансной .кривой и измерения частоты резонанса, резонансной амплитуды,2О а также дорезонансной и зарезонансной частот, при которых амплитуда вынужденных колебаний составляет заданный

2 уровень (О, 5 или О, 7) от резонансной.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ определения характеристики рассеяния внутреннего трения в гибких элементах, по которому производят предварительное натяжение исследуемого гибкого элемента, возбуждают его резонансные поперечные колебания и измеряют амплитуду колебаний P2)..

Согласно этому способу колебательную систему (исследуемый элемент с инерционными массами на его концах) вывешивают в узлах колебаний, возбуждают резонансные поперечные колебания с помощью пары электромагнитов, воздействующих на инерционные массы, измеряют амплитуду колебаний и после достижения заданной амплитуды колеба-. ний срывают возбуждение. Характеристику рассеяния энергии, например декремент колебаний, определяют по пара3 1002 метрам затухающих колебаний, используя соотношение

Д - 1

1 а;

1 п и y„-и

5 где Д - среднее значение декремента колебаний, а и а. - амплитуды колебаний, соот" и ветственно в i-м и

1+и-ом цикле, 10

n - -число циклов колебаний.

По известному способу параметры затухающих колебаний либо определяют по виброграмме, которую записывают с помощью фоторегистрирующей аппаратуры, либо непосредственно измеряют с помощью электронного прибора, включающему дискриминаторную схему и счетчик числа периодов затухающих колебаний в интервале времени, обусловленном заданным отношением амплитуд колебаний в начале и конце счета.

В первом случае осуществление способа требует больших затрат труда и времени . на регистрацию виброграммы и ее обра- 5 ботку.. В обоих случаях требуется довольно сложная дорогостоящая регистрирующая или измерительная аппаратура.

Целью изобретения является уменьшение трудоемкости и стоимости про- 36 ведения эксперимента.

Цель достигается тем, что согласно способу определения характеристики внутреннего трения в гибком элементе, по которому производят предварительное натяжение исследуемого гибкого элемента, возбуждают его резонансные поперечные колебания и измеряют амплитуду колебаний, возбуждение резонансных поперечных колебаний гибкого 4в элемента осуществляют сообщением его концу продольных колебаний с частотой, равной удвоенной низшей собственной частоте поперечных колебаний гибкого элемента, и амплитудой, облавно увеличивающейся до значения, обеспечивающего параметрический резонанс поперечных: колебаний, измеряют амплитуду продольных колебаний в момент возникновения параметрического резонанса и по этой амплитуде и силе предварительного натяжения определяют харак: теристику внутреннего трения в гибком элементе.

Благодаря этому процесс определения характеристики внутреннего трения сводится к простым операциям возбуждения параметрического резонанса и

896 4 измерения амплитуды колебаний в момомент возникновения последнего. Последнее может быть осуществлено обычными средствами виброизмерения.

На фиг.1 изображена область основного параметрического резонанса поперечных колебаний гибкого элемента в координатах Я, Ж/ где А - амплитуда колебаний, UI - частота продольных колебаний, И4 - низшая собственная частота поперечных колебаний гибкого элемента; на фиг.2 изображена принципиальная схема устройства для осуществления описываемого способа.

Способ осуществляется следующим образом.

Способ основан на известной зависимости порога параметрического возбуждения колебаний от величины диссипации в системе ц р о, где 9 < - критическое значение коэффициента параметрического возбуждения (порог параметрического возбуждения), д- декремент колебаний.

Параметрическое возбуждение поперечных колебаний гибкого элемента может быть обеспечено, если создать пульсацию силы натяжения гибкого элемента. В соответствии с этим производят предварительное натяжение исспедуемого гибкого элемента 1, например, за счет подвешивания к его свободному концу груза 2 и затем сообщают с помощью вибровозбудителя 3 его другому концу продольные колебания, вызывающие пульсацию силы натяжения Из анализа (фиг 1) видно, что параметрический резонанс поперечных колебаний гибкого элемента 1 возникает при М=2Щ и амплитуде A npoдольных колебаний, равный некоторому критическому значению А р. До тех пор, пока А < А р, поперечные колебания гибкого элемента не возникают.

На практике, правда, могут иметь место малые (порядка нескольких мм на 1 м дпины) поперечные колебания гибкого элемента 1, обусловленные возможной некоторой несоосностью вибровозбудителя 3 и гибкого элемента 1, однако, путем точной установки последнего амплитуду этих колебаний можно свести к минимуму. В процессе экспе-. римента плавно увеличивают амплиту1002896 4 на фото (кино) материалы и(или) иа дорогостоящую аппаратуру..

S ду А продольных колебаний, Момент возникновения параметрического резонанса. поперечных колебаний гибкого элемента 1 фиксируется визуально по резкому увеличению амплитуды попереч- 5 ных колебаний. В этот момент измеряют амплитуду Р.кр с помощью установ-, ленного на подвижной системе вибровозбудителя 3 виброизмерительного преобразователя 4 и подключенного к нему1в измерительного прибора 5.

Характеристика внутреннего трения, в частности декремент д колебаний, рассчитывается по формуле !

15 где ф,- коэффициент растяжимости гибкого элемента., — первоначальная длина гибкого

0 элемента, 25

Т - сила предварительного натя.жения гибкого элемента.

Изобретение позволяет значительно снизить затраты труда и времени на проведение эксперимента. 30

Так, на проведение всех необходимых операций по предлагаемому способу требуется 4-5минут, à по известному способу, в случае записи виброграммы затухающих колебаний - не менее 1 ч.

Стоимость проведения эксперимента снижается,за счет исключения затрат

Формула изобретения

Способ определения характеристики внутреннего трения s гибком элементе, по которому производят предварительное натяжение исследуемого гибкого элемента, возбуждают его резонансные поперечные колебания и измеряю; амплитуду колебаний, о т л и и а ю " шийся тем, что, с целью уменьшения трудоемкости и стоимости проведения эксперимента, возбуждение резонансных поперечных колебаний гибкого элемента осуществляют сообщенивм . его концу продольных колебаний с частотой, равной удвоенной низшей собст- . венной частоте поперечных колебаний гибкого элемента, м амплитудой, плав" но увеличивающейся до значения, обеспечивающего параметрический резонанс поперечных колебаний, измеряют амплитуду продольных .колебаний в момент возникновения параметрического резонанса и по этой амплитуде и сСле натяжения определяют характеристику внутреннего трения в гибком элементе.

Источники информации, поинятые во внимание при экспертизе

1. Писаренко Г.С., Яковлев А.П. и

Матвеев В.В. Вибропоглощаювие свойст" ва конструкционных материалов, Справочник. Киев. "Наукова думка", 1971, с. 36-39.

2. Там же, с.130-133.

1002896

Фиг.

Фв.

ВНИИПИ Заказ 1536/23 Тираж 871 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4