1. Цель работы

Выполняя работу, студент должен изучить принцип действия приборов, применяемых при динамических испытаниях, ознакомиться с их конструкцией, возможностями и правилами пользования.

2. Приборы и оборудование

Для выполнения работы необходимы: виброграф ВР-1, осциллограф Н-700.

3. Механические приборы

Ручной виброграф ВР-1 (рис. 1) состоит из корпуса с трубкой, внутри которой расположен подвижный стержень 1, упирающийся нижним концом в испытываемую конструкцию, а верхним – в рычажное перо 2. Перо 2 производит запись царапанием воскового слоя бумажной ленты 4, приводимой в движение часовым механизмом 6. Отметчик времени 3, работая от сухой батареи 5, наносит на ленту через определенные интервалы времени черточки (метки времени).

При испытании прибор удерживается руками и записывает колебания с частотой от 5 до 100 герц, с амплитудой 0,06-6 мм. Колебаний могут фиксироваться в натуральную величину или с двух- и шестикратным увеличениями. Погрешность измерений не превышает 8%.

Рис. 1. Кинематическая схема вибрографа ВР-1:

1 – подвижный стержень; 2 – рычажное перо; 3 – отметчик времени; 4 – бумажная лента; 5 – сухая батарея; 6 – часовой механизм

4. Электрические приборы.

Основными частями осциллографа Н-700 являются вибраторы или шлейфы (рис.2), представляющие собой проволочную петлю 3, натягиваемую пружиной 1. На петле закреплено зеркальце 2. Петля 3 располагается в поле подковообразного магнита 4. провода 5 соединены с мостом, одним плечом которого является активный датчик. При прохождении через петлю тока, появляющегося при разбалансе моста. Вокруг нее создается магнитное поле, которое входит во взаимодействие с полем магнита. В результате чего происходит поворот петли вместе с зеркальцем 2, отражающим свет. Угол отклонения луча зависит от силы тока в петле, т.е. сигнала активного датчика.

Рис. 2. Вибратор осциллографа:

1 – пружина; 2 – зеркальце; 3 – петля; 4 - подковообразный магнит; 5 – провода, соединенные с датчиком

Осциллограф Н-700 является портативным 14 – канальным прибором, предназначенным для регистрации динамических процессов частотой от 0 до 800 герц с записью на фотобумаге.

Схема Н-700 представлена на рис. 3.

На этом рисунке сплошной линией показан ход луча от осветителя 1 к зеркалу гальванометра 4 и через цилиндрическую линзу 5 до светочувствительной ленты.

Штриховой линией показан ход второй части отраженного луча от зеркальца гальванометра 3 до матового экрана 12.

Штрихпунктирной линией показан ход луча от второго осветителя 13 через щелевую диафрагму 14 и диски со щелями 15 до светочувствительной ленты.

5. Определение основных параметров динамических процессов

При обработке виброграммы обычно определяется амплитуда и частота колебаний конструкций. Амплитуда определяется по формуле:

а = b / (2n),

где b – полный размах колебаний; n - масштаб увеличения записи.

10

Частота собственных колебаний конструкций:

f = l / d,

где l – длина записи за 1 секунду; d – длина записи одного колебания.

Если отметчик времени фиксирует доли секунды, то длина записи, соответствующая 1 секунде

l = c / m,

где с – длина записи на расстоянии между отметками времени; m – число отметок отметчика времени в 1 секунду.