Способ воспроизведения заданного спектра вибрации при испытании изделия на широкополосную случайную вибрацию

 

Изобретение относится к испытаниям изделий на широкополосную случайную вибрацию и обеспечивает расширение класса энергетических спектров воспроизводимой вибрации. Способ основан на определении параметров ::. энергетических спектров узкополосных случайных сигналов, суммируемых для получения широкополосного сигналаГ возбуждения вибростенда. Для определения этих параметров получают вспомогательньш сигнал путем генерирования периодического сигнала, эквивалентного по форме спектру сигнала возбуждения, требуемому для получения заданного спектра вибрации изделия, вьщеления гармоник этого сигнала, усиления их по экспоненциальному закону и суммирования усиленных гармоник . Затем вьщеляют из вспомогательного сигнала унимодальные компоненты. Новым в способе является формироваш1е дополнительных периодических сигналов , соответствующих по форме компонентам , вьщеленным в моменты появления минимумов в каждом периоде вспомогательного сигнала, исключение этих компонент из вспомогательного сигнала и вычитание узкополосных сигналов с параметрами, равными параметрам этих компонент, из коррелированного с ними широкополосного сигнала при формировании сигнала возбуждения. Способ позволяет воспроизводить спектры с узкими всплесками и провалами. (Л с: оо vj w

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 6 01 М 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЗСГ P (1Ц g ю

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3561844/25-28 (22) 25.02.83 (46) 15..02,88, Бюл. N - 6 (71) Казанский авиационный институт им. А.Н.Туполева (72) С.П.Чинякин и Я.С.Урецкий (53) 620.178.5(088.8) (56) Божко A.Б,, Урецкий Я.С. Системы формирования спектра случайных вибраций, Киев: Наукова думка, 1979, с. 68-77.

Авторское свидетельство СССР

У 1073592, кл, С 01 М 7/00, 1982. (54) СПОСОБ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ЗАДАННОГО СПЕКТРА ВИБРАЦИИ ПРИ ИСПЫТАНИИ

ИЗДЕЛИЯ НА ШИРОКОПОЛОСНУЮ СЛУЧАЙНУЮ

ВИБРАЦИ10 (57) Изобретение относится к испытаниям изделий на широкополосную случайную вибрацию и обеспечивает расширение класса энергетических спектров воспроизводимой вибрации. Способ основан на определении параметров >". энергетических спектров узкополосных . случайных сигналов, суммируемых для получения широкополосного сигнала

ÄÄSUÄÄ 1374072 А1 возбуждения вибростенда. Для опред .— ления этих параметров получают вспомогательный сигнал путем генерирования периодического сигнала, эквивалентного по форме спектру сигнала возбуждения, требуемому для получения заданного спектра вибрации изделия, выделения гармоник этого сигнала, усиления их по экспоненциальному закону и суммирования усиленных гармоник. Затем выделяют из вспомогательного сигнала унимодальные компоненты.

Новым в способе является формирование дополнительных периодических сигналов, соответствующих по форме компонентам, выделенным в моменты появления минимумов в каждом периоде вспомогательного сигнала, исключение этих компонент из вспомогательного сигнала и вычитание узкополосных сигналов с параметрами, равными параметрам этих компонент, из коррелированного с ними широкополосного сигнала при формировании сигнала возбуждения. Способ позволяет воспроизводить спектры с узкими всплесками и провалами. к*=К ехр(п (t) .п% /2т ) 1 1374072 2

Изобретение относится к испыта- Фурье выделяют составляющие периодительной технике, а именно к способам ческий сигнал С, „ (са) гармоники К„: !

A. воспроизведения заданного спектра вибрации при испытании изделия на ши- К„=g } С,„„.м (С4 соз g ß рокополосную случаиную вибрацию. ape g максимальная zaczoTa aapaHHo»

Целью изобретения является расши- го спектра G (Q). рение класса энергетических спектров Каждую гармонику усиливают по sa3 воспроизводимой вибрации. кону

Способ осуществляется следующим 10 образом.

Воспроизведение заданного спектра вибрации по описываемому способу основано на формировании узкополосных 1. случайных сигналов с нормальными функциями энергетических спектров, регулировании средней частоты, полосы и веса этих сигналов, суммировании некоррелированных узкополосных сигна- 20 лов, вычитании узкополосных сигналов, соответствующих узким провалам в заданном спектре широкополосной случайной вибрации, из коррелированного с ним широкополосного сигнала и подаче полученного в результате осуществления указанных операций широкополосного случайного сигнала на вибростенд.

Определение параметров энергети- З0 ческих спектров узкополосных случайных сигналов осуществляется следующим образом.

Генерируют периодический сигнал

G о м (Я) эквивалентный по форме спектру сигнала возбуждения вибростенда, требуемому для получения заданного спектра вибрации изделия.

Для этого вырабатывают периодический сигнал с периодом Т, соответствующий 40 по форме квадрату модуля амплитудночастотной характеристики (АЧХ) вибротракта (вибростенд с испытуемым из делием), и другой периодический сигнал с тем же периодом, форма ко- 45 торого эквивалента заданному спекту

С (Я) вибрации изделия, и делят второй сигнал на первый. Для выработки первого сигнала синусоидальный сигнал, сканируемый по частоте с помощью 50 генератора пилообразного напряжения, подают на вибростенд, а сигнал вибродатчика, устанавливаемого на испытуемом изделии, пропускают через квад ратичный детектор,, Второй сигнал вырабатывают с помощью функционального

I генератора. Затем с помощью узкополосных анализирующих фильтров или методом дискретного преобразования где U>(e) — изменяющееся напряжение;

n — - номер гармоники, и суммируют усиленные гармоники.

В результате весового суммирования получается вспомогательный периодический сигнал с периодом Т, который запоминают и обновляют каждый период с помощью запоминающего устройства посредством отсчетов, производимых с частотой 2Q„, где ам — максимальная частота гармоники. Составляющие указанный вспомогательный сигнал унимодальные компоненты выделяют, начиная с самой узкополосной, путем увеличения V (c) начиная с U ()=0.

При увеличении U вид вспомгательного сигнала будет изменяться, при некоторой величине U в сигнале появЪ ляются отрицательные значения. Полосу LF первого узкополосного случайного сигнала определяют по величине (U>(e, )I = jаР,) в момент, появления отрицательных значений в сигнале, которые обнаруживаются с помощью знакочувствительного вентиля. Вычислительное устройство определяет среднюю частоту а,< первого узкополосного сигнала по соотношению

co„=ra(g „) К=.1,2, ...,1, и коэффициент передачи первого канала формирования по соотношению

12

60аР +ЗЬаа х — — - — — — дГ ц2 и

60 рг -4 ма а где g — максимальное из запомненных к значений вспомогательного периодического сигнала за период;

Ь вЂ” число отсчетов за период;

ЬЯ вЂ” частота отсчетов.

После определения параметров са" мой узкополосной компоненты таким же путем определяют параметры других компонент, причем выделенные компоненты последовательно исключат из

1374072 спектра вспомогательного сигнала.

Последнее осуществляется пропусканием упомянутого сканируемого по частоте сигнала через фильтры и регули5 руемые усилители, параметры настройки которых определены на предыдущих этапах.

Описанная процедура относится к определению параметров всплесков заданного спектра. Для определения параметров узкополосных провалов фиксируют моменты появления минимумов в каждом периоде вспомогательного сигнала, В эти моменты блок определе-15 ния минимумов формирует импульсы, положение которых на временной оси (О, Т) соответствует положению минимумов спектра периодического сигнала орм (M) IIo временным интервалам 2р между импульсами вычисляются полоса и средняя частота узкополосного провала и коэффициент передачи канала формирования провала. Компоненты, выделенные в моменты появления минимумов, исключают из вспомогательного сигнала путем его суммирования с дополнительно сформированными периодическими сигналами, соответствующими по форме компонентам, выделенным в моменты появления минимумов. Процесс настройки формирующих фильтров и усилителей повторяется до получения требуемой точности формирования.

После завершения процесса настрой35 ки осуществляется воспроизведение заданного спектра на вибростенде.

Некоррелированные узкополосные сигналы с параметрами, соответствующими всплескам в воспроизводимом спектре, 40 суммируют, а сигналы с параметрами, соответствующими провалам, вычитают из коррелированного с ними широкополосного сигнала. Сформированный описанным образом широкополосный сиг- 45 нал подают на вибростенд.

Таким образом, описанный способ обеспечивает возможность воспроизведения энергетических спектров вибрации как с узкополосными всплесками, так и с провалами, т.е. изобретение расширяет класс энергетических спектров воспроизводимой вибрации.

Формула изобретения

Способ воспроизведения заданного спектра вибрации при испытании изделия на широкополосную случайную виб-: рацию, по которому формируют узкополосные случайные сигналы с нормальными функциями энергетических спектров, регулируют среднюю частоту, полосу и вес этих сигналов, некоррелированные узкополосные случайные сигналы суммируют и полученный широкополосный сигнал подают на вибростенд, причем для определения параметров энергетических спектров узкополосных случайных сигналов генерируют периодический сигнал, эквивалентный по форме спектру сигнала возбуждения вибростенда, требуемому для получения заданного спектра вибрации изделия, выделяют составляющие периодический сигнал гармоники, усиливают каждую гармонику по закону

К*=К ezp Ц (t) пг7г!2ТЛ A

1 где К„ — выделенные гармоники; и — номер гармоники;

Б (г) — пилообразное напряжение с периодом Т;

Т вЂ” период генерируемого сигнала, усиленные гармоники суммируют, из полученного таким образом вспомогательного сигнала поочередно выделяют составляющие его унимодальные компоненты, начиная с самой узкополосной, путем увеличения U>(t), начиная с U >(t)=

=О, и по мере выделения этих компонент определяют их параметры, исключают выделенные компоненты из вспомогательного сигнала, а затем устанавливают параметры формируемых узкополосных случайных сигналов равными параметрам выделенных компонент, отличающийся тем, что, с целью расширения класса энергетических спектров воспроизводимой вибрации, фиксируют моменты появления минимумов в кажцом периоде вспомогательного сигнала, формируют дополнительные периодические сигналы, соответствующие IIQ форме компонентам, выделенным в моменты появления минимумов, каждую выделенную компоненту исключают иэ вспомогательного сигнала путем суммирования его с соответствующим дополнительным периодическим сигналом. а при формировании сигнала возбуждения узкополосные сигналы с параметрами, равными параметрам этих компонент, вычитают иэ коррелированного с ними широкополосного сигнала.