Определение резонансной частоты подвески

и первой резонансной частоты подвижной системы

Резонансные частоты определяются по АЧХ ускорения или перемещения, снятым при постоянном значении параметра возбуждения. При этом поддерживаемый постоянным параметр возбуждения устанавливается таким, чтобы ускорение и перемещение не превышали предельно допустимых значений, а для электромеханических вибростендов перемещение должно быть минимальным.

Резонансная частота подвески соответствует первому по частоте пику ускорения не менее чем в 1,5 раза превышающему ускорение на частоте 400 Гц для электродинамических вибростендов; на частоте, равной приблизительно fн, для электромеханических вибростендов и на частоте, равной приблизительно (fн * fв)1/2 — для других видов вибростендов.

Для измерения параметров АЧХ предназначены программы Снятие АЧХ лин. и Снятие АЧХ лог. (программы реализованы в SCADA ZETVIEW и поставляются с системой управления ZETLAB СУВ). На рисунке 1 показан внешний вид программы с уже снятой АЧХ поверяемого вибростенда.

Программа снятия АЧХ
Рисунок 1

Для снятия АЧХ вибростенда необходимо задать частотный диапазон, выходной уровень с генератора, который будет подаваться на вибростенд и тип сигнала: линейно-частотно модулированный с линейной (ЛинЧМ) или логарифмической (ЛогЧМ) разверткой по частоте. Программа позволяет снимать АЧХ по 8 контролируемым точкам одновременно. Отображение АЧХ может быть как в линейном, так и в логарифмическом масштабе.

В нашем случае использовался сигнал с линейной разверткой по частоте (ЛинЧМ-сигнал) от 20 Гц до 2,5 кГц. Благодаря удобным свойствам графического компонента Grid, используемого в программе снятия АЧХ, результаты измерения АЧХ можно записать в файл результатов, который имеет расширение DTU. Открыть файл с результатами можно с помощью программы Просмотр результатов (см. рисунок 2).

Отображение записанных данных в программе Просмотр результатов
Рисунок 2

Существует также и другой метод оценки резонансных частот не только виброустановок, но и различных конструкций, оснасток для крепления изделий на вибростенд и т.п. Данный метод основан на применении модального анализа для определения динамических характеристик конструкций на основе результатов измерений и анализа вынужденных механических колебаний. Для этого необходимо запустить программу Модальный анализ входящую в состав ZETLAB.

Для проведения модального анализа необходимо использовать ударный молоток (см. рисунок 3). Ударный молоток представляет собой конструкцию, очень похожую на обычный молоток, но только на конце ударной части прикреплен вибродатчик. Рукоять заканчивается кабелем и разъёмом для подключения к входным каналам анализаторов спектра.

Ударный молоток
Рисунок 3

Для получения ударного воздействия можно также воспользоваться программой Генератор ударных импульсов, которая позволяет воспроизводить на виброустановке импульсы синусоидальной, треугольной и прямоугольной формы с заданной длительностью и амплитудой.

На рисунке 4 показано главное окно программы Модальный анализ после воспроизведения удара при помощи программы Генератор ударных импульсов. Форма импульса показана на верхнем графике. На нижнем графике показана форма сигнала, полученного с контрольного вибродатчика, установленного на вибростоле. Синхронизация и остановка графиков по времени происходит автоматически, а порог срабатывания синхронизации настраивается по желанию пользователя.


Рисунок 4

При нажатии на кнопку Спектр в программе Модальный анализ открывается дополнительное окно (рисунок 5), показывающее формы узкополосного спектра ударного импульса (верхний график) и сигнала с контрольного вибродатчика (нижний график). В правой части окна Спектр показаны рассчитанные значения добротностей — декрементов затухания. Чем больше декремент затухания, тем дольше остаточное явление в контролируемой точке от ударного воздействия. Данная величина будет полезна для конструкторских отделов, которые при разработке (доработке или модернизации) могут вносить изменения в конструкции для уменьшения низкочастотных или высокочастотных резонансов, их смещения за границу рабочего частотного диапазона.


Рисунок 5

Проведя визуальное и численное сравнение, можно убедиться, что «картинки» на рисунке 1 и нижний график на рисунке 5 совпадают, т.е. совпадают значения резонансных частот, полученных двумя способами: при использовании программы снятия АЧХ и программы Модальный анализ. Это позволяет говорить о применимости двух методов и достоверности результатов при исследовании частотных характеристик вибростендов.

Как видно из рисунков 2 и 5 графики для различных методов оценки резонансных частот совпадают. Метод с использованием ударного молотка позволяет быстро измерять резонансные характеристики не только вибростендов, но и любых других конструкций. Всего один удар молотком — и картина готова — налицо рабочий частотный диапазон и резонансные частоты исследуемой конструкции.

См. также:

  • Аттестация вибростендов;
  • Аттестация вибростендов > Опробование установи;
  • Аттестация вибростендов > Определение нестабильности виброускорения и частоты;
  • Аттестация вибростендов > Определение диапазонов виброускорения, виброперемещения и частоты;
  • Аттестация вибростендов > Определение коэффициентов гармоник ускорения и/или перемещения;
  • Аттестация вибростендов > Определение коэффициентов поперечных составляющих;
  • Аттестация вибростендов > Определение коэффициента неравномерности распределения;
  • Аттестация вибростендов > Определение вибрационного шума на столе вибростенда;
  • Аттестация вибростендов > Определение пределов погрешности поддержания ускорения и/или перемещения в контрольной точке;
  • Аттестация вибростендов > Определение пределов погрешностей воспроизведения ускорения и перемещения в контрольной точке.