Возбуждаемых колебаний

На рис. 6, б изображена динамическая схема испытательных машин второй группы, характеризующихся возбуждаемой динамической силой, передаваемой непосредственно на испытуемый образец. Для возбуждения этого усилия применяют, например, инерционные, электромагнитные, электрогидравлические возбудители колебаний. Силовые схемы таких машин представлены на рис. 3, г и 4, а. Типичные представители этих машин — резонансные машины с электромагнитным возбуждением колебаний (см. рис. 4, я), применительно к которым элементы динамической схемы соответствуют: т\ + т2 — приведенной массе инерционных грузов 3, штока 4, якоря 10 и захвата //; С2 и /?2 — соответственно жесткости и внутреннему сопротивлению материала скобы 5; с3 и Rn — соответственно жесткости и внутреннему сопротивлению материала образца; т3 — захвату 12; с4 и /?4 — соответственно жесткости и внутреннему сопротивлению материала датчика силы 13; т4 — суммарной массе станины /, колонн 2, верхней траверсы 6 с установленными на ней механизмами.

К третьей группе (динамическая схема на рис. 6, в) относят испытательные машины, возбудители колебаний которых передают динамическое усилие на испытуемый образец через промежуточную упругую систему, настраиваемую на колебания с большим динамическим усилением, — резонатор.

Электромагнитный, электродинамический и магнитострикционный возбудители колебаний применяют в ма-

Электромагнитные возбудители колебаний (ЭМВ) создают силу в результате взаимодействия ферромагнитного якоря с переменным магнитным полем, возбуждаемым магнитной системой в воздушных зазорах между якорем и ее полюсами. Если в зазорах магнитной системы ЭМВ действует только переменная составляющая магнитного поля Ф_ и отсутствует постоянная составляющая Ф0, якорь испытывает притяжение к полюсам дважды за период переменного тока. Основная гармоника переменного тока совершенно отсутствует в спектре частот переменной силы. Кроме того, на якорь действует постоянная составляющая переменной силы, притягивающая его к полюсам. Поляризация магнитной системы постоянным магнитным полем исключает удвоение частоты колебаний, но увеличивает постоянную составляющую переменной силы

Электродинамические возбудители колебаний (ЭДВ) создают переменную силу в результате взаимодействия проводника, по которому протекает переменный ток с постоянным магнитным полем. ЭДВ имеют широкий диапазон рабочих частот, они способны создавать как статические силы, так, и переменные, изменяющиеся в соответствии с изменением переменного тока, подводимого к обмоткам подвижной системы. ЭДВ малой мощности, развивающие сравнительно малые усилия—до нескольких десятков ньютон, — могут работать на частотах до 15—20 кГц, ЭДВ средней мощности обычно работают до 5—7 кГц, а весьма мощные ЭДВ, развивающие усилия до (2 — 4) 105 Н, работают в диапазоне, не превышающем 2—3 кГц.

Магнитострикционные возбудители колебаний (МСВ) — наиболее приемлемы в ультравысокочастотных (ультразвуковых) машинах для испытаний на усталость. В МСВ используют обычно резонансный режим продольных колебаний стержневого магнито-стриктора. Амплитуда смещения ограничивается допустимыми механическими напряжениями в материале ма-гнитостриктора, определяемыми пределом выносливости при симметричных циклах нагружения, что обусловливает ограничение по верхнему пределу частотного диапазона колебаний.

Пьезоэлектрические возбудители колебаний (ПЭВ) основаны на обратном пьезоэффекте. Удлинение или укорочение пьезоэлектрической пластины в направлении размера I

Возбуждение колебаний МСВ и ПЭВ в колебательных системах испытательных машин. МСВ и ПЭВ свойственны весьма Малые амплитуды вибросмещения, измеряемые сотыми долями миллиметра. Поэтому эти возбудители колебаний обычно применяют в сочетании с трансформаторами механического движения, согласующими выход возбудителя колебаний со входом возбуждаемой колебательной системы. Такой трансформатор представляет собой брус (стержень) переменного сечения, характеристики которого зависят от закона изменения площади поперечного сечения стержня. Для экспоненциального закона S = S^eP* (где S,) — начальная площадь поперечного сечения; (3 — коэффициент интенсивности) отношение амплитуд вибросмещений торцов стержня

Вакуумметры 300, 301 Возбудители колебаний магнитострик-ционные 274, 276

Возбудители колебаний — вибраторы, основаны на механических, пневматических и электрических принципах. Область применения первых двух типов вибраторов ограничивается главным образом низкими частотами. Электрические вибраторы дают возможность возбуждения колебаний частотой порядка сотен и тысяч герц.

Власова формула 174 Возбудители колебаний 384

Измерение длины стоячей волны в трубах представляет собой один из наиболее удобных способов измерения фазовой скорости звуковых волн в воздухе или других газах. Расстояние между двумя пучностями равно половине длины волны К. Зная период возбуждаемых колебаний Т, из соотношения X = сТ находят скорость звука. При точных измерениях необходимо, конечно, применять более точные методы определения положения пучностей, а также учитывать влияние стенок трубы на скорость распространения звуковых волн.

Метод свободных колебаний * Изменение спектрального состава, амплитуды и декремента затухания ударно возбуждаемых колебаний То же Импульсное (удар по изделию) То же 50 гц — 25 кгц

2. Если скачок силы — как в образцовой испытательной машине — осуществляется присоединением внешних дополнительных масс (и дополнительных упругих элементов, увеличивающих податливость), то резонансная круговая частота колебательной системы снижается в большинстве случаев очень сильно. Благодаря существенно большему времени затухания постоянно возбуждаемых колебаний в ходе определения процессов релаксации напряжений теряется ценное время. Чтобы избежать этого, принимаются следующие специальные меры:

<т< 1, которые целесообразны при очень интенсивном изменении ускорений, рассматривается с учетом возбуждаемых колебаний в п. 10.

Оценим степень влияния различных факторов на уровень возбуждаемых колебаний.

Существование такой зоны, где вопреки традиционным представлениям силы сопротивления приводят к увеличению возбуждаемых колебаний, связано с тем, что диссипативные силы нарушают условия А<7 (^i) = 0 и q (t^ — 0, которые точно удовлетворяются при 6 = 0 и v = 1, 2, ^ . . [см. (3.70)]. При t^s t^ в соответствии с (3.68) максимум q имеет место при

На рис. 47 приведены графики идеальных кинематических функций х^, xj&; xj(>)z (кривые 1) и соответствующих функций, определенных с учетом возбуждаемых колебаний ведущего звена (кривые 2). Очевидно, что из-за значительных искажений идеальных характеристик рассматриваемый динамический режим нельзя считать приемлемым. Из графиков, в частности, следует, что практически совершенно исчезает участок постоянной скорости, предназначавшийся при синтезе закона движения для выполнения ответственной технологической операции. Особенно значительны добавочные ускорения на выбеге, что связано со своеобразной амплитудной модуляцией, при которой огибающая сопровождающих

При i =f= r для каждой из подсистем i = 0; i = 1; i = 2 интенсивность возбуждаемых колебаний зависит не только от возмущения (в данном случае мягкого удара), но и в значительной мере от степени связанности колебательных контуров, определяемой нестационарными коэффициентами формы. Поэтому амплитуды виброускорений в этом случае (рис. 59, б) имеют экстремум в окрестности максимального значения первой передаточной функции, где коэффициенты а(г' принимают наибольшее значение, и обращаются в нуль на выстоях, где -кинематическая связь между распределительным валом и механизмами полностью разрывается.

Механическая податливость является величиной, обратной механическому сопротивлению, и определяется как комплексное отношение скорости возбуждаемых колебаний к действующей силе.

б)получить информацию на каждой частоте о действующей на конструкции силе и скорости возбуждаемых колебаний;

г) произвести на каждой частоте умножение сигнала, пропорционального модулю, на косинус и синус угла сдвига фаз между силой и скоростью и зафиксировать частотные характеристики этих произведений. Вычисляются эти операции следующим образом. Электрический сигнал с генератора звуковой частоты 1 через блок компрессии 2 и усилитель мощности 3 поступает на вибратор 4. Частота сигнала плавно изменяется, а величина регулируется с помощью блока компрессии таким образом, чтобы уровень скорости возбуждаемых колебаний поддерживался постоянным во всем частотном диапазоне. В таком случае величина силового воздействия пропорциональна модулю сопротивления исследуемых конструкций, а записанная на ленту самописца 15 частотная характеристика действующего усилия соответствует частотной характеристике модуля сопротивления. Произведение сигналов силы и скорости с учетом косинуса угла сдвига фаз между ними пропор-