Амплитудное напряжение

МОДУЛбМЕТР (от модуляция и греч. metres — измеряю) — прибор для измерений коэфф. амплитудной модуляции (глубины модуляции); показывает отношение полуразности к полусумме макс, и миним. значений модулир. колебания.

Рис. 8.10. Фрактограмма (я) излома крестообразного образца из сплава Д16Т, испытанного при синусоидальной амплитудной модуляции размаха первого главного напряжения при Х,0 = 0,4 (см. рис. 8.86) и сопоставление (в) средней величины прироста трещины за один период модулированного нагружения по измерениям прироста в изломе Айв испытаниях по боковой поверхности образца da

Как известно, амплитудной модуляции, которая имела преобладающее распространение вплоть до 40-х годов, свойственно наличие в спектре модулированных колебаний несущей частоты и по обе ее стороны боковых полос. Если излучать через антенну весь этот спектр, то он занимает в «эфире» очень широкий участок частотного диапазона. Между тем для воспроизведения передаваемой информации достаточно поступления в радиоприемник лишь одной боковой полосы при условии добавления к ней несущей частоты от местного источника колебаний (гетеродина).

Влияние проводов при амплитудной модуляции несущей частоты. При сетевой несущей частоте (например, в случае некоторых индуктивных и магнитоупругих датчиков) верхняя частотная граница, обусловленная самим способом, низка. Из-за емкости проводов не возникает проблем при не очень большой длине проводов и не очень высокоомных системах. Температурное вляние на R' подобно влиянию при аналоговой модуляции (для аппаратуры с датчиками омического сопротивления). Помехи промышленной частоты (г'пмх, Мши) могут оказывать очень сильное влияние, так как они приходятся на область несущей частоты. Термо-э.д.с. не влияют, так как постоянные составляющие не пропускаются.

Влияние усилителя при амплитудной модуляции

Рассмотрим низкочастотную узкополосную вибрацию с частотой и>0, возбужденную гармонической составляющей инерционных сил в кулачковом механизме. При амплитудной модуляции уравнение колебаний на этой частоте может*быть записано в виде:

Преобразователь является фазовым; в нем для повышения разрешающей способности использован метод внутришаговой интерполяции, при котором относительное положение подвижного измерительного растра (в данном случае щелевого диска) определяется по пространственной фазе растровой обтюрацион-ной картины. Устройство интерполирования работает с введением сигналов несущей частоты, поэтому по существу измерительный преобразователь является растровым фазовращателем (электрической модуляцией). Работа его основана на следующем принципе: четырехфазная симметричная система электрических сигналов достаточно высокой несущей частоты подвергается амплитудной модуляции четырехрастровым фазовым звеном; при суммировании модулированных составляющих всех фазовых каналов выделяется результирующий сигнал, временная_. фаза которого равна пространственной фазе обтюрационной картины растрового звена.

Устойчивость движения и устранение амплитудной модуляции сопровождающих колебаний. Обратимся к зависимостям (5.21) и (5.40), определяющим колебания q, виброскорости q' и вибро--ускорения q в динамической модели /—П—0. Легко заметить, что

Очевидно, что, если dZvldt > 0, происходит нарастание колебаний, связанное с нарушением условий динамической устойчивости. Разумеется, это нарушение носит локальный характер и соответствует конечному отрезку времени. В этом случае динамическая неустойчивость независимо от причин ее возникновения обычно проявляется в виде амплитудной модуляции сопровождающих колебаний, несколько напоминающей режим биений (см. стр. 211). Зона раскачки, сменяется зоной затухания, поэтому мы здесь не сталкиваемся с неограниченным нарастанием амплитуды 1. Тем не менее при некоторых неблагоприятных условиях рост амплитуд может быть столь интенсивным, что при динамическом синтезе представляется целесообразным принципиально исключить возможность возникновения отмеченных зон.

Таким образом, устранение амплитудной модуляции по сути дела достигается тем, что интенсивность гашения колебаний, определяемая логарифмическим декрементом А,, должна опережать в полученном соотношении интенсивность изменения приведенного момента инерции.

6. Проверка отсутствия амплитудной модуляции, вызванной нарушением условий динамической устойчивости. На предварительном этапе целесообразно воспользоваться формулами (5.82), (5.83), полученными на базе динамической модели /—П—0. В дальнейшем могут быть произведены уточнения по формулам (5.89). Поскольку на этом этапе мы располагаем лишь ориентировочными данными о диссипации системы, то при расчете с целью обеспечения .большей надежности результатов целесообразно оперировать несколько заниженными значениями логарифмического декремента (например, ^^0,15/^-0,2).

Для асимметричных циклов нагружения, характеризуемых коэффициентом асимметрии r=0mln/amax, предел выносливости <тг (<Ттах) и амплитудное напряжение 0а = 0,5(0тах — сгюш) можно найти по диаграмме предельных напряжений (рис. 1.4, а, б) в зависимости от среднего напряжения orm=0,5(crmax+(Tmin) или по формуле [3; 16]:

Диаграмма предельных напряжений. Предел выносливости при любой характеристике цикла может быть найден с помощью диаграммы предельных напряжений — диаграммы усталостной прочности — (рис. 2.56). Построение диаграммы основано на том, что любой цикл можно изобразить в виде суммы некоторого постоянного среднего напряжения от и симметричного цикла с амплитудным напряжением аа, причем ат и аа определяются по формулам (2.152) и (2.153). При построении диаграммы по оси ординат откладывают амплитудное напряжение цикла оа, а по оси абсцисс — среднее напряжение ат, величина которых определяется по значениям стмакс и сгмип, зафиксированным в соответствующих опытах над образцами. Таким образом, предел выносливости при симметричном цикле изобразится точкой В, поскольку для данного цикла

Результаты сопоставления расчетных (пунктирные линии) я экспериментальных диаграмм деформирования показаны на рис. 7.58, 7.59. Циклическое нагружение характеризуется рис. 7.58, а (начальная кривая деформирования и стабильный цикл), рис. 7.58, б (стабильные кривые при различных амплитудах деформации) и рис. 7.59, а (упрочнение в процессе циклического нагружения при размахах деформации 0,5; 1; 1,5; 2%; п — номер полуцикла; здесь же показан переход от одного размаха к другому). На рис. 7.59 б, в показано влияние выдержки при нулевом напряжении на амплитудное напряжение в первом после выдержки полуцикле (для одной длительности выдержки полуцикл показан на рис. 7.58, а — кривая Ж/V). Восстановление упрочнения при циклическом нагружении после двух выдержек! различной длительности показано на рис. 7.59, в. Отметим, что эти результаты иллюстрируют не только качественное (вполне очевидное) соответствие поведения материала М и испытываемой стали, но и удовлетворительное количественное.

са — амплитудное напряжение цикла;

Примечание. Снижение значения аа„ при наличии окалины — на 20 %, коррозии на 50 %, дефектов (непровары, подрезы и др.) — в 20 раз, остаточных напряжений на 30 %. Повышение значения <тап после механической обработки швов — на 40 %, отжига в защитной атмосфере — на 70 %, наклепа (чеканки пневмомолотком, обдува дробью) — на 100 %. Здесь аап — предельное амплитудное напряжение; т — показатель степени кривой усталости.

где ат — предел текучести основного металла (для низкоуглеродистой стали ат =240... 260 МПа, низколегированной ат = 420... 480 МПа, высокопрочной — сгт = 600...680 МПа); сттах — максимальное напряжение цикла в расчетном сечении; аап — предельное амплитудное напряжение для сварного соединения (см. табл. 4.2), соответствующее числу циклов NG = 2 • 106; аа — амплитудное напряжение цикла нагружения в расчетном сечении; N — фактическое число циклов нагружения (см. пример 3), причем 2,6 > ^Nq/N > 1; т — показатель степени кривой усталости сварных соединений; g™N = o^NG = const — уравнение кривой усталости; ориентировочные значения т для низкоуглеродистой стали приведены в табл. 4.2; [S] — допускаемое (минимальное) значение коэффициентов запаса прочности: по пределу текучести [5]т =1,2...2,5 и [S\ = 1,5...3,0 по амплитудным напряжениям, причем большее значение в грубых расчетах; для сварных соединений ответственного назначения, разрушение которых может привести к тяжелым последствиям, коэффициенты запаса повышают в 1,5...2 раза.

аа = MfW = 710103/(0,1-583) = 36,2 МПа. Предельное амплитудное напряжение стап и показатель степени m взяты из табл. 4.2: аап = 26 МПа; m - 3,0 .

где стап — предельное амплитудное напряжение для точечного шва, аап = 13 МПа; та — амплитудное напряжение сдвига точки при отнулевом цикле (без учета пусковых перегрузок), 2та =^7(йтаГ2/4) = 2,5-2000/(1-36'3,14.72/4) = 3,6 МПа,

Результаты сопоставления расчетных кривых деформирования (штриховые линии нанесены там, где заметно отличие) с опытными в нулевом, первом и стабилизированных лолуциклах (замкнутая петля гистерезиса) представлены на рис. 5.6, а. Рис. 5.6, б иллюстрирует соответствие расчетных и экспериментальных стабилизированных диаграмм циклического деформирования при различных амплитудах деформации. Процесс изотропного упрочнения по числу полуциклов при стационарном циклическом жестком нагружении для различных значений размаха Ае характеризуется кривыми, приведенными на рис. 5.7; здесь же показаны переходные кривые при ступенчатом увеличении размаха деформации. Кривые 1, 2, 3, 4 отвечают размахам деформации 0,5; 1; 1,5; 2 %; соответственно кривые 5, 6, 7 •—переходам с увеличением размаха на 0,5 %. На рис. 5.8 показано влияние длительности выдержки при нулевом напряжении на амплитудное напряжение в первом после выдержки полуцикле (при постоянном размахе Де) и восстановление упрочнения после возврата в результате выдержек при двух значениях длительности. Участок кривой деформирования после возврата при одном из значений длительности выдержки дан на рис. 5.6, а. Можно

где о,, — некоторое амплитудное напряжение, соответствующее числу циклов до разрушения Л^.

Тип ток А обратное амплитудное напряжение, без охладителя с охладителем

Тип - средний обратное амплитудное напряжение. 858 ратны! даий , до Габариты, мм охла-¦еля ЕС ее Я Jj