Обнаружение резонансных частот

Рис.3.2. Случайная вибрация

Из рис.3.2. следует, что эта вероятность равна

,

где - суммарная продолжительность нахождения амплитуды вибрации в интервале за время наблюдения t.

Для описания непрерывной случайной величины пользуются плотностью вероятности:

- формула ;

- вид функции распределения характеризует закон распределения случайной величины;

-случайная вибрация – сумма множества независимых и мало отличающихся мгновенных воздействий (подчиняется закону Гаусса);

- вибрацию можно характеризовать:

математическим ожиданием М[X] – среднее арифметическое мгновенных значений случайной вибрации за время наблюдения;

генеральной дисперсией - разброс мгновенных значений случайной вибрации относительно ее среднего значения.

- если колебательные процессы с одинаковыми M[X] и отличаются друг от друга за счет различной частоты, то случайный процесс описывается в частотной области (случайная вибрация есть сумма бесконечно большого числа гармонических колебаний). Здесь используется спектральная плотность мощности случайной вибрации в полосе частот

,

где - полоса частот.

Площадь под кривой зависимости спектральной плотности от частоты равна дисперсии амплитуд гармонических составляющих.

- среднее значение дисперсии случайной величины вибрации в полосе частот измеряется путем подачи этой вибрации на вход полосового фильтра с узкой полосой пропускания.

- «белый шум»: шумовой сигнал, частотный спектр которого постоянен и равномерен; его мощность постоянна в рассматриваемой полосе частот

Испытания на обнаружение резонансных частот:

- проводятся при разработке новых изделий перед испытаниями на воздействие вибраций;

- служат для проверки механических свойств изделий;

- обеспечивают получение исходной информации при выборе методов испытаний на вибропрочность, воздействие акустического шума и механических ударов; так:

при >1000 Гц исключаются испытания на ударопрочность,

при >2000 Гц – на удароустойчивость,

при >2на виброустойчивость

Конструкция ЭС является сложной механической колебательной системой и может обладать несколькими резонансами. Явление резонанса сопровождается увеличением амплитуды колебаний более чем в два раза и изменением их фазы на 90°. При анализе конструкций наибольший интерес представляют наинизшие резонансные частоты, так как на них возникают максимальные напряжения и деформации.

Методика определения резонансных частот:

-определяются в трех перпендикулярных направлениях;

-изделие подвергается воздействию гармонической вибрации при пониженных ускорениях (1...5)g в диапазоне частот (0.2...1.5), где - расчетная резонансная частота изделия и устанавливается в программе испытаний;

- поиск резонансной частоты производится при плавном изменении частоты и при поддержании постоянства амплитуды ускорения (или амплитуды смещения);

- погрешность измерений частот должна составлять 0.5 % или 0.5 Гц.

Методы определения резонансных частот:

Пьезоэлектрический метод:

-основан на пьезоэлектрическом эффекте, заключающемся в преобразовании механических колебаний в электрический сигнал, снимаемый с пьезоэлектрического преобразователя, прикрепляемого к испытываемому образцу (рис.3.4.);

Рис.3.4. Структурная схема устройства для определения резонансных частот пьезоэлектрическим методом:

1 – стол для крепления; 2 – приспособление для крепления изделия; 3 – испытываемое изделие; 4,10 – пьезопреобразователи; 5,9 – согласующие устройства; 6,8 – измерительные устройства; 7 - осциллограф

-наиболее отработан;

- имеет достаточную точность, если размеры и масса испытываемого изделия в 10 раз и более превышают размеры и массу преобразователя.

Дата добавления: 2013-12-13