страница - 56
Рис. 2.3.26. Частотные характеристики двухмассоаой системы при постоянном входном усилии
Рис. 2.3.27. Зависимости ускорения мясе двухмассовой системы от частоты при постоянном произведении ускоренна на салу
Рис. 2.3.28. Зависимость требуемой силы от частоты при постоянном произведении ускоренна на салу
Одним из компромиссных решений является управление сигналом, пропорциональным произведению ускорения на силу
(FqAq = const), существенно уменьшающим
эффект взаимного влияния импедансов. На рис. 2.3.27, а, б и рис. 2.3.28 приведены АЧХ по ускорению для масс М\ и М2 и зависимость силы от частоты при управлении по произведению ускорения на силу. АЧХ ускорения массы М\ имеет вид, аналогичный кривой при управлении по усилию, но с выравненным провалом при f\ и уменьшенным пиком при f2. Ускорение массы М2 имеет два пика при fx и f2y но высота их значительно меньше, чем при управлении по ускорению или силе. Сила, действующая на массу Мх, имеет характеристику, близкую к той, которая получается при управлении по ускорению, однако пик при fx снижается, а провал при выравнивается. Преимущество описанного метода управления - его нечувствительность к изменению фазовых сдвигов.
Метод аиброиспытаннй на полигармоническую вибрацию является дальнейшим развитием метода испьгганий на синусоидальную вибрацию. При этом предусматривается воспроизведение сложногармонических вибрационных воздействий, наиболее часто встречающихся в условиях эксплуатации объектов. Метод основан на том, что все периодические сложногармонические процессы раскладываются в ряд Фурье. Такой процесс можно воспроизвести, задаваясь значениями амплитуд, частот и фазовых сдвигов синусоидальных составляющих. Метод достаточно прост и отличается от метода испьгганий на синусоидальную вибрацию в основном числом задающих генераторов синусоидальных сигналов и необходимостью регулировки фазовых сдвигов между этими сигналами. Метод является переходным этапом между испытаниями на синусоидальную и случайную вибрацию. Однако во многих случаях (турбомашины, насосы, генераторы и т.д.) реальная вибрация имеет детерминированный периодический характер. При этом испытания проводят методом поли гармонической вибрации.
Методы испытаний на воздействие случайной вибрации. В большинстве случаев реальные вибрационные процессы имеют случайный характер. Спектры реальной вибрации непрерывны, мгновенные значения амплитуд спектральных составляющих могут быть описаны только статистически.
Метод испытаний на воздействие случайной широкополосной вибрации. При случайной широкополосной вибрации все резонансные частоты испытуемого изделия возбуждаются одновременно. Это позволяет выявить их взаимное влияние, что невозможно при других видах испытаний.
В контрольной точке изделия создают широкополосную случайную вибрацию, числовые характеристики которой должны быть близки к заданным программой испытаний. Эти характеристики определяют по результатам обработки ограниченного числа реализаций случайного процесса, полученных при экспериментальном исследовании условий эксплуатации изделий.
При испытаниях изделия на вибростенде в лаборатории воспроизводят одну из реализаций случайного процесса или числовые характеристики, полученные в результате статистической обработки этих реализаций. За критерий подобия обычно принимают спектральную плотность мощности или дисперсию вибрационных ускорений в заданной полосе частот, так как эти величины характеризуют реакцию изделия.
Для испытаний этим методом требуется относительно сложное и дорогостоящее оборудование.
Метод испытаний на воздействие случайной
узкополосной вибрации основан на принципе замены широкополосного случайного возбуждения с низким уровнем спектральной плотности ускорений более интенсивным узкопо-лосньгм возбуждением с медленной перестройкой одного полосового фильтра по частоте.
Системы, воспроизводящие узкополосную случайную вибрацию, менее дороги и позволяют имитировать широкополосную вибрацию.
Критерием замены испытаний на широкополосную случайную вибрацию испытаниями на узкополосную с переменной средней частотой (сканирование узкополосного сигнала по частоте) является идентичность распределения пиковых ускорений и напряжений на изделии.
Установлено, что идентичность в распределении ускорений и напряжений можно получить, если средняя частота сканирующего узкополосного сигнала изменяется по логарифмическому закону и среднеквадратичное значение ускорения узкополосного спектра возрастает как корень квадратный из частоты. При постоянной полосе сканирования шумового сигнала это увеличение будет соответствовать 3 дБ/окт. В этом случае необходимо поддерживать постоянным закон изменения первоначального заданного уровня ускорения от частоты. Контролировать и поддерживать постоянным закон изменения ускорения на вибростоле неудобно и трудно. Для удобства вводят параметр - градиент ускорения яград, который определяют как частное от деления ускорения, вызванного узкополосным спектром возбуждения, на корень квадратный из частоты в радианах:
Заданный режим контролируют по градиенту ускорения, а не по спектральной плотности ускорения, при этом градиент ускорения ат рад поддерживают постоянным.
Наиболее важное преимущество этого метода по сравнению с методом испытаний на широкополосную случайную вибрацию - в возможности снижения уровня возбуждения приблизительно в 3 раза. Другое важное преимущество при переменной средней частоте состоит в значительно более низкой стоимости приборов контроля и системы усиления сигнала до требуемого уровня возбуждения вибраций.
Третье преимущество - возможность быстрого установления и измерения полосы частот, в которой возможны повреждения объекта, поскольку при возбуждении узкополосным спектром с переменной частотой резонансные состояния объекта возбуждаются последовательно.
Основной недостаток испытания при возбуждении узкополосным спектром состоит в медленном изменении средней частоты спектра, что приводит к возбуждению последовательных резонансов испытуемого изделия, тогда как в случае возбуждения широкополосным спектром эти резонансы возбуждаются одновременно.
2.3.8.3. ВИБРОИСПЫТАТЕЛЪНЫЕ СИСТЕМЫ
Виброиспытательные системы, действие которых основано на использовании рассмотренных методов испытаний, представляют собой сложные комплексы, включающие подсистемы задания, воспроизведения, управления и измерения, анализа и регистрации параметров вибрации.
Основным звеном испытательных систем является вибратор - исполнительный элемент, предназначенный для воспроизведения заданных колебаний. В зависимости от принципа действия вибратора в системе используют различные способы задания испытательного режима. Самое широкое распространение получили электродинамические, электрогидравлические и механические вибраторы. Первые два типа вибраторов применяют в вибрационных системах, реализующих все современные методы испытаний. В этом случае в качестве задающего устройства используют генераторы электрических сигналов.
Электродинамические вибраторы позволяют создавать колебания более высокочастотные (5 - 10000 Гц), чем электрогидравлические (0 - 1000 Гц). Механические вибраторы применяют в системах, предназначенных для испытания методом фиксированных частот.
содержание:
[стр.Введение] [стр.1] [стр.2] [стр.3] [стр.4] [стр.5] [стр.6] [стр.7] [стр.8] [стр.9] [стр.10] [стр.11] [стр.12] [стр.13] [стр.14] [стр.15] [стр.16] [стр.17] [стр.18] [стр.19] [стр.20] [стр.21] [стр.22] [стр.23] [стр.24] [стр.25] [стр.26] [стр.27] [стр.28] [стр.29] [стр.30] [стр.31] [стр.32] [стр.33] [стр.34] [стр.35] [стр.36] [стр.37] [стр.38] [стр.39] [стр.40] [стр.41] [стр.42] [стр.43] [стр.44] [стр.45] [стр.46] [стр.47] [стр.48] [стр.49] [стр.50] [стр.51] [стр.52] [стр.53] [стр.54] [стр.55] [стр.56] [стр.57] [стр.58] [стр.59] [стр.60] [стр.61] [стр.62] [стр.63] [стр.64] [стр.65] [стр.66] [стр.67] [стр.68] [стр.69] [стр.70] [стр.71] [стр.72] [стр.73] [стр.74] [стр.75] [стр.76] [стр.77] [стр.78] [стр.79] [стр.80] [стр.81] [стр.82] [стр.83] [стр.84] [стр.85] [стр.86] [стр.87] [стр.88] [стр.89] [стр.90] [стр.91] [стр.92] [стр.93] [стр.94] [стр.95] [стр.96] [стр.97] [стр.98] [стр.99] [стр.100] [стр.101] [стр.102] [стр.103] [стр.104] [стр.105] [стр.106] [стр.107] [стр.108] [стр.109] [стр.110] [стр.111] [стр.112] [стр.113] [стр.114] [стр.115] [стр.116] [стр.117] [стр.118] [стр.119] [стр.120] [стр.121] [стр.122] [стр.123] [стр.124] [стр.125] [стр.126] [стр.127] [стр.128] [стр.129] [стр.130] [стр.131] [стр.132] [стр.133] [стр.134] [стр.135] [стр.136] [стр.137] [стр.138] [стр.139] [стр.140] [стр.141] [стр.142] [стр.143] [стр.144] [стр.145] [стр.146] [стр.147] [стр.148] [стр.149] [стр.150] [стр.151]