Способ определения характера механической системы и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при исследовании динамических характеристик механических систем. Цель изобретения - повышение достоверности определения характера механической системы при высоких скоростях изменения частоты возбуждающего воздействия. При реализации способа устройство производит возбуждение колебаний механической системы вибрационным сигналом постоянной амплитуды при увеличении и уменьшении частоты и фиксацию резонансных частот. Повторное проведение этой процедуры при измененной амплитуде возбуждающего сигнала и сопоставление полусумм зарегистрированных резонансных частот позволяет определить характер системы 2 с.п. ф-лы, 1 ил Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ISI>S G 01 Н 17/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о

ЬЭ

Ю

1о > (21) 4684241/25 (22) 27.04.89 (46) 07.07.92. Бюл. N 25 (71) Институт проблем машиностроения АН

УССР (72) А,Е,Божко и Е.А.Личкатый (53) 620.278(088.8) (56) Гетманов А.Г. Автоматическое управление вибрационными испытаниями, — М.:

Энергия, 1978, с,58-59.

Вибрации в технике; Справочник. T.

2./Под ред. И.И.Блехмана, — М„Машиностроение, 1979, с.28 — 31, 160-161.

Вибрации в технике: Справочник, Т, .

T./Под ред В,B,Áoëoòèíà. — М.: Машиностроение, стр. 101 — 103.

Приборы и системы для измерения вибраций, шума и удара: Справочник. Т. 2./Под ред, В.В,Клюева. — М„Машиностроение.

1978, с.143-144, Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться в машиностроении, Целью изобретение является повышение достоверности определения характера механической системы при высоких скоростях изменения частоты возбуждающего воздействия.

Указанная цель достигается тем, что в соответствии со способом определения характера механической системы возбуждают колебания механической системы вибра ционным сигналом с постоянной амплитудой и регистрируют частотную характеристику механической системы при увеличении

SU„„1746226 Al (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРА

МЕХАНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при исследовании динамических характеристик механических систем. Цель изобретения— повышение достоверности определения характера механической системы при высоких скоростях изменения частоты возбуждающего воздействия. При реализации способа устройство производит возбуждение колебаний механической системы вибрационным сигналом постоянной амплитуды при увеличении и уменьшении частоты и фиксацию резонансных частот. Повторное проведение этой процедуры при измененной амплитуде возбуждающего сигнала и сопоставление полусумм зарегистрированных резонансных частот позволяет определить характер системы. 2 с.п. ф-лы, 1 ил. и уменьшении частоты вибрационного сигнала, определяют резонансные частоты f> и

f2 соответственно при увеличении и уменьшении частоты вибрационного сигнала, определяют их полусумму Л =- (fI + f2)/2, изменяют амплитуду возбуждающего вибрационного сигнала. определяют резонансные частоты f) 12 при увеличении и

1,. -I уменьшении частоты вибрационного сигнала, определяют их полусумму Л=(fI + f2)/2, 1 I I сравнивают значение Ли Л, а вывод о нели1 нейности механической системы делают при Л Л, В устройство для определения характера механической системы. содержащее по1746226

3 следовательно соединенные блок автоматической развертки частоты, генератор, регулятор амплитуды, усилитель мощности, вибростенд с установленным на нем испытуемым объектом, первый вибропреобраэователь, установленный на стенде, второй вибропреобразователь, устанавливаемый на испытуемом объекте, первый и второй согласующие усилители, входом соединенные соответственно с выходами первого и второго вибропреобразователей, преобразователь, фазовый индикатор резонанса и регистратор, вход преобразователя соединен с первым входом фазового индикатора резонанса, с вторым входом которого соединен первый вход регистратора, выход преобразователя соединен с вторым входом ре гулятора амплитуды, дополнительно введены первый и второй сопровождающие фильтры, первые входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго согласующих усилителей, селектор, первый и второй формирователи, схема И, триггер и схема сброса. вход селектора соединен с выходом второго сопровождающего фильтра, первым входом регистратора и вторым входом фазового индикатора резонанса, выход — с входом первого формирователя, выход которого соединен с первым входом . схемы И, второй вход которой соединен с выходом второго формирователя, вход которого соединен с выходом фазового индикатора резонанса, первый вход которого соединен с выходом первого сопровождающего фильтра, второй вход которого соединен с вторым входом второго сопровождающего фильтра и вторым выходом генератора, первый и второй входы триггера соединены соответственно с выходом схемы И и с выходом схемы сброса, вход которой соединен с вторым входом регистратора и выходом триггера, На чертеже приведена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ определения характера механической системы:

Устройство для определения характера механической системы содержит последовательно соединенные блок 1 автоматической развертки частоты, генератор 2, регулятор 3 амплитуды, усилитель 4 мощности. вибростенд 5 с установленным на нем испытуемым объектом 6, первый вибропреобразователь 7, установленный на стенде 5, второй вибропреобраэователь 8, устанавливаемый на испытуемом объекте 6, соединен20

Q5

55 дами сопровождающих фильтров 11 и 12, вторые входы которых объединень! и-соединены с вторым выходом генератора 2. Выход первого сопровождающего фильтра 11 соединен с входом преобразователя 1 3 и первым входом фазового индикатора 14 резонанса, второй вход которого соединен с входом селектора 15, первым входом регистратора 16 и выходом второго сопровождающего фильтра 12. Выход преобразователя

13 соединен с вторым входом регулятора 3 амплитуды, а выход селектора 15 — с входом первого формирователя 17, выход которого соединен с первым входом схемы И 18, второй вход которой соединен с выходом второго формирователя .19, вход которого соединен с выходом фазового индикатора

14 резонанса. Первый и второй входы триггера 20 соединены соответственно с выхо- дом схемы И 18 v. выходом схемы 21 сброса, вход которой соединен с вторым входом регистратора 16 и выходом триггера 20, Способ определения характера механической системы заключается в следующем.

В механической системе (объекте) 6 возбуждают колебания воздействием на нее гармоническим сигналом с постоянной амплитудой и переменной частотой, осуществляя увеличение частоты в заданном диапазоне. При этом обеспечивается фильтрация субгармоник и ультрагармоник с помощью сопровождающих фильтров 11 и 12, которые выделяют из сложного сигнала гармонический сигнал с частотой, равной частоте генератора 2. При прохождении резонанса системы амплитуда колебаний обьекта возрастает, а сдвиг фаз между колебаниями стола вибростенда и объекта изменяется на угол г/2. По совокупности этих двух признаков резонанса вырабатывают сигнал включения регистратора для измерения частоты, После этого осуществляют обратное изменение частоты с той же скоростью, измеряют резонансную частоту и определяют полусумму полученных значений Л = (f) +

fz)/2, Затем изменяют амплитуду возбуждающего вибрационного сигнала, осуществляют аналогично измерения при увеличении и уменьшении частоты вибрационного сигнала и определяют их полусумму Л=(11 + fz)/2, !

В случае Л= Л механическая система являI ется линейной, так как в этой системе значение резонансной частоты не зависит от амплитуды. Если Л Л, то механическая сиI стема является нелинейной, ные соответственно с первым 9 и вторым 10 согласующими усилителями. Выходы первого 9 и второго 10 согласующих усилителей соответственно соединены с первыми вхоУстройство для определения характера механической системы работает следующим образом.

1746226

Блок 1 автоматической развертки частоты осуществляет максимально возможное для используемого генератора 2 линейное увеличение частоты гармонического сигнала в заданном диапазоне. С выхода генера- 5 тора 2 сигнал через регулятор 3 амплитуды и усилитель 4 мощности поступает на вибростенд5с установленным на нем обьектом

6. При этом сигнал с вибропреобразователя

7, установленного на столе вибростенда 5, 10 через согласующий усилитель 9, сопровождающий фильтр 11 и преобразователь 13 переменного напряжения в постоянное поступает на управляющий вход регулятора 3 амплитуды,образуя тем самым контур автоматического поддержания уровня вибрации стола вибростенда 5. Сигнал с вибропреобраэователя 8, установленного на обьекте 6, через согласующий усилитель 10 и сопровождающий фильтр 12 поступает на селектор 15. Сопровождающие фильтры 11 и 12 управляются генератором 2 и обеспечивает выделение из измеряемых сигналов основной частоты возбуждаемых колебаний, так как их резонансная частота поддерживается равной частоте генератора, При приближении к резонансу системы резко возрастает амплитуда колебаний объекта 6. После достижения амплитудой заданного порога срабатывания селектора 15 на его выходе появляется сигнал, поступающий на первый формирователь 17. который вырабатывает прямоугольный импульс(длительностью t«), поступающий на первый вход логической схемы И 18. Одновременно на вход фазового индикатора 14 резонанса поступают гармонические сигналы с сопровождающих фильтров 11 и 12, сдвиг фаз между которыми при совпадении частоты возбуждения с собственной частотой механической системы изменяется наг/2. B этот момент на выходе фазового индикатора 14 резонанса появляется сигнал, поступающий на формирователь 19, который вырабатывает прямоугольный импульс (длитель-. ностью tuz, причем lgz «T«), поступающий на второй вход схемы И 18. При одновременном наличии импульсов на обоих входах схемы И 18 (т.е, амплитудном и фазовом признаках резонанса) на выходе ее появляется импульс, опрокидывающий триггер 20, выходной сигнал которого поступает на запуск регистратора 16 и через схему 21 сброса возвращает триггер 20 в исходное состояние, При этом регистратор 16 фиксирует значение резонансной частоты f<. По" сле достижения границы диапазона развертка частоты автоматически переключается на обратную и начинается линейное уменьшение частоты с той же скоростью.

Аналогично срабатывает Схема И 18 и регистратор 16 фиксирует значение резонансной частоты 12. Действительное значение частоты определяется как полусумма измеренных значений А Изменив уровень входного гармонического сигнала регулятором 3 амплитуды, аналогично осуществляют измерения, определяют полусумму полученных значений Л и делают вывод о хаI рактере механической системы.

Использование предлагаемых способа и устройства повышает достоверность определения характера механической системы при повышении скорости изменения частоты возбуждающего сигнала, что позволяет сократить время исследования динамических свойств изделий, Формула изобретения t. Способ определения характера механической системы, заключающийся в том, что возбуждают колебания механической системы вибрационным сигналом с постоянной амплитудой и регистрируют частотную характеристику механической системы при увеличении и уменьшении частоты вибрационного сигнала, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности определения характера механической сис; темы при высоких скоростях изменения частоты возбуждающего воздействия, определяют резонансные частоты f> и fz соответственно при увеличении и при уменьшении частоты вибрационного сигнала, определяют их полусумму Л= (f> + fz)/2,изменяют амплитуду возбуждающего аибра- . ционного сигнала. определяют резонансные частоты f> и fg при увеличении и ! I уменьшении частоты вибрационного сигнала, определяют их полусумму Ь= (f> + fz )/2, I I I сравнивают значение Ли h., à вывода нелиl нейности механической системы делают

np A h .

2. Устройство для определения характера механической системы, содержащее последовательно соединенные блок автоматической развертки частоты, генератор, регулятор амплитуды, усилитель мощности, вибростенд с установленным на нем испы- туемым объектом, первый вибропреобразователь, установленный на стенде, второй вибропреобразователь, устанавливаемый на испытуемом обьекте, первый и второй согласующие усилители, входом соединенные соответственно с выходами первого и второго вибропреобразователей, преобразователь, фазовый индикатор резонанса и регистратор. вход преобразователя соединен с первым входом фазового индикатора резонанса, с вторым входом которого сое1746226

Составитель О.Несова

Техред М,Моргентал Корректор 3,Лончакова

Редактор И,Шмакова

Заказ 2388 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. yn,Гагарина, 101 динен первый вход регистратора, выход преобразователя соединен с вторым входом регулятора амплитуды. о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения достоверности определения характера механической системы при высоких скоростях изменения возбуждающего воздействия, . оно снабжено первым и вторым сопровождающими фильтрами, входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго согласующих усилителей, селектором, первым и вторым формирователями, . схемой И, триггером и схемой сброса, вход селектора соединен с выходом .второго сопровождающего.фильтра, первым входом регистратора и вторым входом фазового индикатора резонанса, выход — с входом первого формирователя. выход которого соединен с первым входом схемы И, второй вход которой соединен с выходом второго фор5 мирователя. вход которого соединен с выходом фазового индикатора резонанса, первый и второй входы триггера соединены соответственно с выходом схемы 4И и с выходом схемы сброса, вход которой соединен

10 с вторым входом регистратора и выходом триггера, первый вход индикатора резонанса соединен с выходом первого сопровождающего фильтра, второй вход которого соединен с вторым входом второго сопро15 вождающего фильтра и вторым выходом генератора.