RU2556278C1 - Method for simulation of harmonic and accidental effects - Google Patents
Method for simulation of harmonic and accidental effects Download PDFInfo
- Publication number
- RU2556278C1 RU2556278C1 RU2013154345/28A RU2013154345A RU2556278C1 RU 2556278 C1 RU2556278 C1 RU 2556278C1 RU 2013154345/28 A RU2013154345/28 A RU 2013154345/28A RU 2013154345 A RU2013154345 A RU 2013154345A RU 2556278 C1 RU2556278 C1 RU 2556278C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- base
- disk
- piezoceramic
- rings
- cylindrical
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для вибрационных испытаний различных объектов, включая комплексные испытания.The invention relates to testing equipment and can be used for vibration testing of various objects, including complex tests.
Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату является способ вибрационного воздействия на исследуемые объекты, изложенный в патенте РФ №2489698, в котором пьезоэлемент и систему подвода электрического напряжения к пьезоэлементу выполняют в виде пакета пьезокерамических колец, опирающихся на основание, а на верхней поверхности диска устанавливают измерительные пьезоэлементы.The closest technical solution to the technical nature and the achieved result is a method of vibrational impact on the studied objects, described in RF patent No. 2489698, in which the piezoelectric element and the system for supplying electric voltage to the piezoelectric element are made in the form of a package of piezoceramic rings resting on the base, and on the upper surface disk set measuring piezoelectric elements.
Недостаток известного технического решения заключается в сравнительно узком частотном диапазоне виброускорений при динамическом нагружении и при контактном вибровозбуждении объектов.A disadvantage of the known technical solution lies in the relatively narrow frequency range of vibration acceleration under dynamic loading and contact vibration excitation of objects.
Технически достижимый результат - расширение частотного диапазона виброускорений.A technically achievable result is the expansion of the frequency range of vibration acceleration.
Это достигается тем, что в способе имитации гармонического и случайного воздействий, заключающегося в том, что в вибраторе пьезоэлемент выполняют в виде пакета пьезокерамических колец, опирающихся на основание, при этом внутри пьезокерамических колец располагают цилиндрическую оправку, имеющую во фронтальном сечении Т-образный профиль, при этом ось симметрии оправки располагают перпендикулярно основанию, а диск, жестко соединенный с цилиндрической оправкой, располагают в ее верхней части так, что он контактирует своей нижней поверхностью с верхним пьезокерамическим кольцом пакета пьезокерамических колец пьезоэлемента, а на верхней поверхности диска устанавливают измерительные пьезоэлементы, контактирующие с двухступенчатым цилиндрическим диском, к верхней части которого посредством крепежного элемента присоединяют наконечник, передающий изменение линейного размера пакета пьезокерамических колец на исследуемый объект, при этом внешний диаметр диска равен внешнему диаметру пакета пьезокерамических колец, а основание представляет собой прямоугольной формы пластину с по крайней мере, четырьмя пазами для крепления к исследуемому объекту, к верхней плоскости которой прикреплен разъем, через который подают электрическое напряжение на пьезоэлемент, а нижнее пьезокерамическое кольцо опирают на верхнюю плоскость основания, при этом нижнюю плоскость цилиндрической оправки располагают с зазором по отношению к верхней плоскости основания, а токонепроводящий корпус выполняют в виде цилиндрической обечайки, которая охватывает пьезоэлемент, а в верхней деформируемой части основания на плоскости, обращенной к полости, наклеивают тензодатчики, контролирующие величину статического усилия, в вертикальной части цилиндрической оправки, контактирующей с пьезокерамическими кольцами пьезоэлемента, выполняют внутреннюю цилиндрическую полость и заполняют ее элементами, создающими дополнительное стохастическое движение.This is achieved by the fact that in the method of simulating harmonic and random influences, namely, in the vibrator, the piezoelectric element is made in the form of a package of piezoceramic rings resting on the base, while inside the piezoceramic rings there is a cylindrical mandrel having a T-shaped profile in the frontal section, the axis of symmetry of the mandrel is perpendicular to the base, and the disk, rigidly connected to the cylindrical mandrel, is located in its upper part so that it contacts its lower surface a view with the upper piezoceramic ring of the package of piezoelectric rings of the piezoelectric element, and measuring piezoelectric elements in contact with a two-stage cylindrical disk are installed on the upper surface of the disk; a tip transmitting a change in the linear size of the package of piezoceramic rings to the test object is attached to the upper part of the disk; the disk is equal to the outer diameter of the package of piezoceramic rings, and the base is a rectangular with at least four slots for attaching to the test object, to the upper plane of which a connector is attached, through which electrical voltage is supplied to the piezoelectric element, and the lower piezoceramic ring is supported on the upper plane of the base, while the lower plane of the cylindrical mandrel is positioned with a gap with respect to to the upper plane of the base, and the non-conductive housing is made in the form of a cylindrical shell, which covers the piezoelectric element, and in the upper deformable part of the base on the plane, When attached to the cavity, the load cells that control the value of the static force are glued in the vertical part of the cylindrical mandrel in contact with the piezoceramic rings of the piezoelectric element, the inner cylindrical cavity is filled and filled with elements that create additional stochastic movement.
На фиг.1 показан общий вид устройства для реализации способа имитации гармонического и случайного воздействий на узлы станков, в частности фронтальный разрез, а на фиг.2 - сечение, перпендикулярное оси симметрии вибратора.Figure 1 shows a General view of a device for implementing a method of simulating harmonic and random effects on machine nodes, in particular a frontal section, and figure 2 is a cross section perpendicular to the axis of symmetry of the vibrator.
Устройство для реализации способа имитации гармонического и случайного воздействий (фиг.1 и 2) содержит пьезоэлемент, выполненный в виде пакета пьезокерамических колец 3, опирающихся на основание 1,и к внутренней поверхности которых оппозитно друг другу прикреплены шпоночные элементы 14, входящие в соответствующие пазы в цилиндрической оправке 4, имеющей во фронтальном сечении Т-образный профиль. Ось симметрии оправки 4 перпендикулярна основанию 1, при этом диск 10, жестко соединенный с оправкой 4 и расположенный в верхней части оправки 4 перпендикулярно ее оси, контактирует своей нижней поверхностью с верхним пьезокерамическим кольцом 3 пьезоэлемента, а на верхней поверхности диска 10 установлены измерительные пьезоэлементы 6, контактирующие с двухступенчатым цилиндрическим диском 11, к верхней части которого посредством крепежного элемента 13 присоединен наконечник 5, передающий изменение линейного размера пакета пьезокерамических колец 3 на деталь станка. При этом внешний диаметр диска 10 равен внешнему диаметру пакета пьезокерамических колец 3. В вертикальной части цилиндрической оправки 4, контактирующей с пьезокерамическими кольцами пьезоэлемента 3, выполнена внутренняя цилиндрическая полость 20, заполненная элементами 21, например, выполненными в виде стальных шариков, создающими дополнительное стохастическое движение, сочетаемое с гармоническим или случайным воздействием, генерируемым пьезокерамическими кольцами пьезоэлемента 3, что позволяет получать общий сигнал, содержащий в себе как гармонические составляющие, так и случайные с наложением стохастических составляющих. В нижней части цилиндрической оправки 4 закреплена при помощи крепежных элементов 23 крышка 22.A device for implementing a method of simulating harmonic and random influences (Figs. 1 and 2) contains a piezoelectric element made in the form of a package of
Основание 1 представляет собой прямоугольной формы пластину с, по крайней мере, четырьмя пазами 18 для крепления к исследуемому объекту, к верхней плоскости которой прикреплен разъем 7, через который подается электрическое напряжение на пьезоэлемент, нижнее пьезокерамическое кольцо 3 которого опирается на верхнюю плоскость основания 1, а нижняя плоскость оправки 4 расположена с зазором по отношению к верхней плоскости основания 1.The
Токонепроводящий корпус 2, выполненный в виде цилиндрической обечайки, охватывающей пьезоэлемент, защищает исследователя от высокого напряжения, подаваемого на пьезоэлемент, при этом нижний торец обечайки опирается на кольцо 19, жестко прикрепленное к верхней плоскости основания 1 соосно оправке 4, а верхний ее торец закрыт крышкой 12 с центральным отверстием под наконечник 5.The
В нижней части основания выполнена полость 17, ось которой соосна оправке 4 и отверстию 9, выполненным в верхней деформируемой части 16 основания, на плоскости которой, обращенной к полости 17, наклеены тензодатчики 8, контролирующие величину статического усилия. Наклонные отверстия 15, выполненные в основании 1, служат для прокладки проводов к тензодатчикам 8 от разъема 7.In the lower part of the base there is a cavity 17, the axis of which is coaxial with the
При установке вибратора между его наконечником и нагружаемом телом устанавливается зазор на величину, меньшую амплитуды колебаний наконечника вибратора, в результате чего при работе вибратора возникают периодические удары. Верхний частотный диапазон спектра создаваемых импульсов определяется длительностью импульсов (fв=1,5/t; где fв - верхняя частота спектра импульсов Гц, a t - длительность импульса в сек). Длительность импульса, создаваемая вибратором, зависит от его амплитуды, частоты и зазора, который регулируется в процессе установки вибратора на объект. Не обязательно иметь натуральный реальный зазор, достаточно, чтобы натяг в стыке вибратора был меньше амплитуды колебаний наконечника вибратора, чтобы во время отхода образовывался зазор, способствующий виброударному режиму работы вибратора.When installing the vibrator between its tip and the loaded body, a gap is established by an amount less than the amplitude of the vibrations of the vibrator tip, as a result of which periodic vibrations occur during operation of the vibrator. The upper frequency range of the spectrum of the generated pulses is determined by the duration of the pulses (fv = 1.5 / t; where fv is the upper frequency of the spectrum of pulses Hz, and t is the pulse duration in seconds). The duration of the pulse created by the vibrator depends on its amplitude, frequency and clearance, which is adjusted during the installation of the vibrator on the object. It is not necessary to have a natural real gap, it is enough that the interference in the junction of the vibrator is less than the amplitude of vibrations of the vibrator tip, so that a gap is formed during the departure, which contributes to the vibro-shock mode of operation of the vibrator.
Устройство для реализации способа имитации гармонического и случайного воздействий работает следующим образом.A device for implementing the method of simulating harmonic and random influences works as follows.
Переменное усилие создается пьезокерамическими кольцами 3, на которые подается электрическое напряжение через разъем 7. Из-за этого напряжения изменяется толщина пьезоэлемента. Изменение линейного размера столбика пьезоэлементов через оправку 4, измерительные пьезоэлементы 6. наконечник 5 передается на деталь станка, на которое требуется подать силовое воздействие. Величина статического усилия контролируется с помощью тензодатчиков 8, наклеенных на деформирующуюся часть основания 1. Токонепроводящий корпус 2 защищает исследователя от высокого напряжения, подаваемого на пьезоэлементы.An alternating force is created by
Внутренняя цилиндрическая полость 20, заполненная элементами 21, создающими дополнительное стохастическое движение, сочетаемое с гармоническим или случайным воздействием, генерируемым пьезокерамическими кольцами пьезоэлемента 3, позволяет получать общий сигнал, содержащий в себе как гармонические составляющие, так и случайные с наложением стохастических составляющих. Меняя размеры полости 20 и дисперсность элементов 21, добиваются требуемой характеристики входного воздействия.The inner cylindrical cavity 20, filled with elements 21, creating additional stochastic movement, combined with harmonic or random action generated by the piezoceramic rings of the
Способ имитации гармонического и случайного воздействий осуществляют следующим образом.A method of simulating harmonic and random influences is as follows.
В вибраторе пьезоэлемент 3 выполняют в виде пакета пьезокерамических колец, опирающихся на основание 1, при этом внутри пьезокерамических колец располагают цилиндрическую оправку, имеющую во фронтальном сечении Т-образный профиль, при этом ось симметрии оправки располагают перпендикулярно основанию 1, а диск 10, жестко соединенный с цилиндрической оправкой, располагают в ее верхней части так, что он контактирует своей нижней поверхностью с верхним пьезокерамическим кольцом пакета пьезокерамических колец пьезоэлемента 3, а на верхней поверхности диска 10 устанавливают измерительные пьезоэлементы 6, контактирующие с двухступенчатым цилиндрическим диском 11, к верхней части которого посредством крепежного элемента 13 присоединяют наконечник 5, передающий изменение линейного размера пакета пьезокерамических колец 3 на исследуемый объект (на чертеже не показан), при этом внешний диаметр диска 10 равен внешнему диаметру пакета пьезокерамических колец 3, а основание 1 представляет собой прямоугольной формы пластину с, по крайней мере, четырьмя пазами для крепления к исследуемому объекту, к верхней плоскости которой прикреплен разъем, через который подают электрическое напряжение на пьезоэлемент 3, а нижнее пьезокерамическое кольцо опирают на верхнюю плоскость 16 основания, при этом нижнюю плоскость цилиндрической оправки располагают с зазором 17 по отношению к верхней плоскости основания, а токонепроводящий корпус 2 выполняют в виде цилиндрической обечайки, которая охватывает пьезоэлемент 3, а в верхней деформируемой части основания на плоскости, обращенной к полости, наклеивают тензодатчики 8, контролирующие величину статического усилия. В вертикальной части цилиндрической оправки, контактирующей с пьезокерамическими кольцами пьезоэлемента 3, выполняют внутреннюю цилиндрическую полость 20 и заполняют ее элементами 21. создающими дополнительное стохастическое движение.In the vibrator, the
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013154345/28A RU2556278C1 (en) | 2013-12-09 | 2013-12-09 | Method for simulation of harmonic and accidental effects |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013154345/28A RU2556278C1 (en) | 2013-12-09 | 2013-12-09 | Method for simulation of harmonic and accidental effects |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013154345A RU2013154345A (en) | 2015-06-20 |
RU2556278C1 true RU2556278C1 (en) | 2015-07-10 |
Family
ID=53433398
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013154345/28A RU2556278C1 (en) | 2013-12-09 | 2013-12-09 | Method for simulation of harmonic and accidental effects |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2556278C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2607672A1 (en) * | 1975-02-27 | 1976-09-09 | France Etat | PIEZOELECTRIC CONVERTER |
US4031418A (en) * | 1974-09-09 | 1977-06-21 | Etat Francais | Low frequency acoustical piezo-electric transducer |
SU1112580A2 (en) * | 1981-01-16 | 1984-09-07 | Предприятие П/Я В-2962 | Rod piezometric emitter |
JPH05137189A (en) * | 1991-11-15 | 1993-06-01 | Grossauer Gilles | Underwater electroacoustic transducer |
RU2489698C1 (en) * | 2012-04-27 | 2013-08-10 | Фан Сагирович Сабиров | Piezoelectric vibrator |
-
2013
- 2013-12-09 RU RU2013154345/28A patent/RU2556278C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4031418A (en) * | 1974-09-09 | 1977-06-21 | Etat Francais | Low frequency acoustical piezo-electric transducer |
DE2607672A1 (en) * | 1975-02-27 | 1976-09-09 | France Etat | PIEZOELECTRIC CONVERTER |
SU1112580A2 (en) * | 1981-01-16 | 1984-09-07 | Предприятие П/Я В-2962 | Rod piezometric emitter |
JPH05137189A (en) * | 1991-11-15 | 1993-06-01 | Grossauer Gilles | Underwater electroacoustic transducer |
RU2489698C1 (en) * | 2012-04-27 | 2013-08-10 | Фан Сагирович Сабиров | Piezoelectric vibrator |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013154345A (en) | 2015-06-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Tvedt et al. | Nonlinear behavior of an electrostatic energy harvester under wide-and narrowband excitation | |
US9733151B2 (en) | System and method for accelerating a device | |
US20110048133A1 (en) | Vibration element coupled with non-linear force to improve non-resonant frequency response | |
CN105910780A (en) | Accurate controllable non-contact test piece rotary magnetic field fatigue excitation and vibration test device | |
Dhote et al. | Modeling and experimental parametric study of a tri-leg compliant orthoplanar spring based multi-mode piezoelectric energy harvester | |
CN104179868B (en) | Active-passive integrated formula electromagnetism isolation mounting | |
US20120318065A1 (en) | Monitoring device for a viscoelastic material | |
CN105675241A (en) | Mechanical shock test equipment | |
US20170212257A1 (en) | Broadband geophone accelerometer | |
RU2556278C1 (en) | Method for simulation of harmonic and accidental effects | |
US4191869A (en) | Vibration detector device | |
RU2605503C1 (en) | Test bench for vibration isolators resilient elements testing with piezoelectric vibrator | |
RU2489698C1 (en) | Piezoelectric vibrator | |
RU2556277C1 (en) | Vibrator for simulation of harmonic and accidental effects | |
Heinz et al. | High-G (> 20,000 g) inertial shock survivability of epitaxially encapsulated silicon MEMS devices | |
RU152648U1 (en) | TWO CHANNEL ACCELEROMETER | |
JP2016121928A (en) | Fatigue testing device | |
RU2582910C1 (en) | Piezoelectric accelerometer | |
US2913701A (en) | Electrodynamic transducers for vibrations transmitted through solids | |
US3222919A (en) | Mechanical impedance measuring system | |
RU2709420C1 (en) | Volumetric mechanical vibration sensor | |
RU2019135452A (en) | STAND FOR TESTING ELASTIC ELEMENTS OF VIBRATION INSULATORS | |
RU2018103656A (en) | BENCH FOR TESTS OF ELASTIC ELEMENTS OF VIBRATION INSULATORS WITH PIEZOVIBRATOR | |
Adjerid | A study on the dynamic characterization of a tunable magneto-rheological fluid-elastic mount in squeeze mode vibration | |
RU2019144918A (en) | STAND FOR TESTING THE ELASTIC ELEMENTS OF VIBRATION INSULATORS WITH A PIEZOVIBRATOR |