Устройство для определения коэффициента поглощения энергии в объекте при колебаниях

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения параметров рассеяния энергии в материалах при колебаниях механических объектов. С целью повышения точности определения коэффициента поглощения энергии в объекте на основе выделения частот максимумов амплитуд виброперемещения и виб

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

09) OI) А1 (Ю 4 С 01 Н 15 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4097865/24-28 (22) 04. 06. 86 (46) 23.06.88. Бюл. У 23 (71) Харьковский институт радиоэлектроники-им.акад.М.К.Янгеля (72) А.И.Хянникяйнен, А.В,Голенко, Ю.Е.Хорошайло и В.Ю.Назаренко (53) 534.08(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1113682, кл. С 01 Н 11/00, 1983.

Авторское свидетельство СССР

Ф 200259, кл. G 01 Н 11/16, 1966.

;, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КО.ЭФФИЦИЕНТА ПОГЛОЩЕНИЯ ЭНЕРГИИ В

ОБЪЕКТЕ ПРИ КОЛЕБАНИЯХ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения параметров рассеяния энергии в материалах при колебаниях механических объектов. С целью повышения точности определения коэффи.циента поглощения энергии в объекте на основе выделения частот максимумов амплитуд виброперемещения и виброскорости в устройство, содержащее генератор l усилитель 2 мощности, вибратор 3, вибропреобразователь 4, объект 6, вибропреобразователь 5, введены согласующие усилители 7 и 8 гетеродинные сопровождающие фильтры

9 и 10, амплитудные детекторы 11 и . 12 ключи 13 и 14, арифметический

1404836 блок 15, блок 16 индикации. Коды частот максимумов амплитуд виброперемещения и виброскорости соответственно (д и у, с выходов ключей 13 и 14 поступают на арифметический блок, выполняющий операцию вычисления коэффициента поглощения ц по формуле:

°,1 ил °

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения параметров рассеяния энергии в материалах при колебаниях механических объектов.

Цель изобретения — повышение точности за счет измерения коэффициента поглощения энергии, характеризующего рассеяние энергии, в результате внут- lp реннего трения, а не объединенные и приведенные к данному виду потери на трение.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства. 15

Устройство содержит генератор.1, усилитель 2 мощности, вибратор 3, вибропреобразователь 4, вибропреобразователь 5, установленный на объекте 6, согласующие усилители 7 и 8, гетеродинные сопровождающие фильтры

9 и 10, амплитудные детекторы 11 и

12, ключи 13 и 14, арифметический блок 15, блок 16 индикации.

Устройство работает следующим об- 25 разом.

Генератор 1 осуществляет развертку частоты электрического сигнала в заданном диапазоне частот, который после усилителя 2 мощности преобразу- 3р ется вибратором 3 в механические колебания-вибрации, уровень которых стабилизируется цепью компрессии: вибратор 3 — вибропреобразователь 4— согласующий усилитель 7 — гетеродинный сопровождающий фильтр 9 — вход компрессии генератора 1. Поддержание постоянства амплитуды виброперемещения вибратора 3 обуславливается необходимостью снятия неискаженной ам- 40 плитудно-частотной характеристики объекта 6, что возможно вследствие образования системы вибратор — объект испытаний даже при предварительно правильно выбранном режиме холостого хода.

Установленный на объекте 6 вибропреобразователь 5 преобразует виброперемещение S (а) в электрический сигнал U,(u)„ который после усилителя

8, фильтра.10 и амплитудного детектора ll поступает на управляющий вход первого ключа 13. На частоте амплитудного резонанса 03 = 03« обеспечивается условие Д S (сд) /Эа=р или

dU, (у) /За=О, т.е. импульс на выходе амплитудного детектора 11 открывает ключ 13 и код частоты с выхода гене-. ратора 1, подключенного к информационному входу ключа 13, поступает на первый вход арифметического блока 15.

Уравнение движения механической системы с "внутренним" трением имеет вид (С +з С;+Я А) S (х,а) =f (х), где S(x,со) — комплексные амплитуды колебаний системы в точках х; внешняя сила; частота воздействия; инерционный оператор системы; вязкоупругий оператор системы, f +(x) А

СГ+iC1 причем

С; = С„, где -- коэффициент поглощения энергии в механической системе;

С Г вЂ” упругий оператор системы.

Дифференцируя результат решения для амплитуды виброперемещения, Я (я) и для амйлитуды виброскорости Чс (я) и приравнивая его нулю, получаем

1404836 4 выход генератора через усилитель мощности подключен к входу вибратора, с которым механически жестко связаны .два вибропреобразователя и объект, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены два согласующих усилителя, два гетеродинных сопровождающих фильтра, два амплитудных детектора, два ключа, аналоговый перемножитель, арифметический блок и блок индикации, а генератор выполнен с входом компрессии и тремя дополнительными выходами управления, Мода частоты и найряжения, пропорционального частоте, выход первого вибропреобразователя через первый согласующий усилитель подключен к сигнальному входу первого гетеродинного сопровождающего фильтра, выход которого подключен к входу компрессии генератора, выход управления которого подключен к входам управления первого и второго гетеродинных сопровождающих фильтров, выход второго вибропреобразователя через второй согласующий усилитель подключен к информационному входу второго гетеродинного сопровождающего фильтра, выход которого через первый амплитудный детектор подключен к входу управления первого ключа, выход которого подключен к первому входу арифметического блока, выход которого подключен к входу блока индикации, выход второго гетеродинного сопровождающего фильтра подключен к первому входу аналогового перемножителя, выход которого через второй амплитудный детектор подключен к входу управления второго ключа, выход которого подключен к второму входу арифметического блока, выход кода частоты генератора подключен к информационным входам первого и второго. ключей, выход Напряжения, пропорционального частоте генератора, подключен к второму входу аналогового перемножителя.

eS (х а)

0 при И =Я ая sa гк>

ЭУа (х,о) 4 — — = 0 при И у 1+ . а ча гк 5

Значение частоты Ю определено.

Для определения значения частоты Q„ — частоты максимума амплитуды виброскорости, используется зависимость вида

40 S9 который связывают на частоте и амплитуды виброперемещения Ба и виброскорости 7 используемого объекта.

Сигнал виброперемещения снимается с выхода фильтра 10 и поступает на вход аналогового перемножителя 17, на другой вход которого подается сигнал, пропорциональный частоте. Перемножитель 17 выполняет действие, указанное в правой части вышеприведенного математического соотношения, а подключенный к выходу перемножителя 17 амплитудный детектор 12 выполняет операцию определения частоты у = ю, при которой дЧа(ы) /даО.

При этом импульс на входе ключа.14 разрешает поступление кода частоты р„„ с генератора 1 на второй вход арифметического блока 15.

Исходя из вышеприведенных выражений для частот сл „ и ы„а следует, что

4 4 ча ва

4 а

Эту вычислительную операцию выполняет арифметический блок 15. Результат вычислений поступает в блок

16 индикации.

Формула изобретения

Устройство для определения коэффициента поглощения энергии в объекте при колебаниях, содержащее генераратор, усилитель мощности, вибратор и два вибропреобразователя,.основной

Составитель В.Подолян

Техред Л.Сердюкова Корректор А.Обручар

Редактор Г.Волкова

Заказ 3089/42 Тираж 524 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и. открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4