Способ определения декремента колебаний по ширине резонансного пика

 

«и 560I68

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12.05.75 (21) 2134259/28 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 30.05.77. Бюллетень Хе 20

Дата опубликования описания 11.07.77 (51) М. Кл."- G 01N 11/16

Гасударственный камите

Совета Министров СССР па делам изааретеиий и аткрытий (53) УДК 620.178.311.64 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. В. Матвеев и А. П. Яковлев

Институт проблем прочности АН Украинской СС (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕКРЕМЕНТА КОЛЕБАНИЙ

ПО ШИРИНЕ РЕЗОНАНСНОГО ПИКА

Изобретение касается исследования механических свойств материалов и элементов конструкций при переменных нагрузках, а именно способов определения характеристик рассеяния энергии при колебаниях по ширине пика резонансной кривой.

Известен способ определения характеристик рассеяния энергии, например декремента колебаний, по ширине пика резонансной кривой, заключающийся в том, что возбуждают резонансные колебания исследуемого образца или элемента конструкции при постоянном значении амплитуды возмущающей силы, регистрируют резонансную частоту и частоты вынужденных колебаний по обе стороны от резонанса при амплитуде, составляющей некоторый уровень резонансной амплитуды, равный 0,5 или 0,7 от ее величины, определяют по данным измерения ширину резонансного пика и по полученным данным вычисляют декремент колебаний.

Однако применение такого способа ограничивается случаями малых уровней циклического деформирования материала, когда необратимые потери невелики и колебательную систему можно считать практически линейной. В противном случае, применение такого способа, не учитывающего нелинейность колебательной системы, может привести к большой погрешности испытаний.

Известен также способ определения декремента колебаний по ширине резонансного пика, заключающийся в том, что возбуждают резонансные колебания исследуемого образца или элемента конструкции при постоянном значении амплитуды возмущающей силы, регистрируют резонансную частоту, определяют два значения ширины резонансного пика, соответствующие различным уровням резонан10 спой амплитуды колебаний, вычисляют параметр, характеризующий нелинейность колебательной системы, используя значения выбранных уровней амплитуды колебаний и соответствующий каждому уровню ширины резонан15 сного пика, и по полученным данным вычисляют декремент колебаний.

Однако параметр, характеризующий нелинейность колебательной системы, определяет20 ся в предположении степенной зависимости характеристик рассеяния энергии от амплитуды колебаний. Поэтому этого известного способа для исследования колебательных систем, нелинейность которых определяется другими

25 зависимостями характеристики рассеяния энергии от амплитуды, а также в случае, когда вид указанной зависимости вообще неизвестен, приводит к большой погрешности.

Целью изобретения является повышение

30 достоверности эксперимента.

560168

Для этого дополнительно возбуждают резонансные колебания исследуемого образца или элемента конструкции при каком-либо другом постоянном значении амплитуды возмущающей силы, определяют ширину каждо- 5 го резонансного пика при одинаковом абсолютном значении амплитуды колебаний и вычисляют декремент колебаний по формуле

/ДО2

/ 2 1

10 где 6 (а") — декремент колебаний, соответствующий выбранной амплитуде колебаний а":, на уровне которой производится измерение ширины резонансных пиков;

Ло1 и Лж2 — ширина первого и второго резонансных пиков на уровне амплитуды колебаний а"; о — резонансная частота; 20

P — безразмерный коэффициент, равный отЧ2 но.пению

Cgÿ

q и q2 — амплитуды возмущающей силы или параметра, ей пропорционального, при которых производится первое и второе возбуждение резонансных колебаний.

На чертеже представлены графики зависимостей амплитуды от частоты при постоянных значениях амплитуд возмущающей силы q>

Ц2

Способ осуществляется следующим образом.

Образец из исследуемого материала или элемент конструкций устанавливают на платформе вибростенда, возбуждают в нем резонансные колебания при каком-либо постоянном значении амплитуды возмущающей силы.

Измеряют величину амплитуды возмущающей силы q>. Изменяют частоту возбуждения и по изменению амплитуды колебаний определяют резонанс, фиксируя резонансную частоту р.

Затем увеличивают несколько частоту возблкдения в сторону зарезонансных частот и г/ фиксируют ее значение о,, при некотором уровне амплитуды установившихся колебаний а", а потом изменяют частоту возбуждения в сторону дорезонансных частот и фиксируют ее значение О> для того же уровня амплитуды колебаний а" . 50

Далее возбу>кдают резонансные колебания того же образца или элемента конструкции при другой амплитуде возмущающей силы, измеряют величину амплитуды q2, затем изменяют частоту возбуждения в сторону зарезо- 55 нансных и дорезонансных частот и фиксируют ее значения в, и (02 для уровня амплитуды колебаний а", при котором, проводят измерение ширины резонансного пика, полученного при возбуждении колебаний с первоначаль- 60 ной амплитудой возмущающей силы.

По данным измерения частот определяют ширину резонансных пиков Ло и Ло2, соответствующих двум заданным значениям амплитуды возмущающей силы q> и q2 на одном и том же уровне амплитуды колебаний образца а" .

Используя замеренные значения амплитуд возмущающей силы q< и q2 и ширины резонансных пиков Ла и Ла2, вычисляют декремент колебаний, соответствующий выбранному уровню амплитуды а по приведенной выше формуле.

Способ позволяет с большой достоверностью определять декремент колебаний по ширине пика резонансной кривой при любом характере нелинейности исследуемого объекта, обусловленной рассеянием энергии.

Формула изобретения

Способ определения декремента колебаний по ширине резонансного пика, заключающийся в том, что возбуждают резонансные колебания исследуемого образца или элемента конструкции при постоянном значении амплитуды возмущающей силы, регистрируют резонансную частоту, определяют два значения ширины резонансного пика, соответствующие различным уровням резонансной амплитуды колебаний, и вычисляют по этим параметрам декремент колебаний, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности эксперимента, дополнительно возбу>кдают резонансные колебания исследуемого образца или элемента конструкции при каком-либо другом постоянном значении амплитуды возмущающей силы, определяют ширину каждого резонансного пика при одинаковом абсолютном значении амплитуды колебаний и вычисляют декремент колебаний по формуле

/, (Д-, г о(а ) =7

1/ где 6(а "") — декремент колебаний, соответствующий выбранной амплитуде колебаний а", на уровне которой производится измерение ширины резонансных пиков;

Лы| и Ло>2 — ширина первого и второго резонансных пиков на уровне амплитуды колебаний а":", о — резонансная частота; р — безразмерный коэффициент, равный от72 ношению и д и д2 — амплитуды возмущающей силы или параметра, ей пропорционального, при которых производится первое и второе возбу>кдение резонансных колебаний.

560168

Составитель Г. Коновалова

Редактор О. Юркова

Техред М. Семенов

Корректор А. Степанова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1465/7 Изд. № 471 Тираж 1109 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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