RU2672529C1 - Method for forming spectra of random vibration - Google Patents

Method for forming spectra of random vibration Download PDF

Info

Publication number
RU2672529C1
RU2672529C1 RU2017144362A RU2017144362A RU2672529C1 RU 2672529 C1 RU2672529 C1 RU 2672529C1 RU 2017144362 A RU2017144362 A RU 2017144362A RU 2017144362 A RU2017144362 A RU 2017144362A RU 2672529 C1 RU2672529 C1 RU 2672529C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
values
vibration
test object
points
coefficients
Prior art date
Application number
RU2017144362A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Александрович Козлов
Андрей Валентинович Крутиков
Вячеслав Алексеевич Старунский
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом")
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом"), Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина" filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом")
Priority to RU2017144362A priority Critical patent/RU2672529C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2672529C1 publication Critical patent/RU2672529C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M7/00—Vibration-testing of structures; Shock-testing of structures

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

FIELD: testing equipment.SUBSTANCE: present invention relates to a testing technique, namely, methods for generating random vibration spectra, and can be used in engineering. Technical result is achieved due to the fact that random broadband signals are formed using at least two vibration units, measure the values of the intrinsic spectral densities of the accelerations at no less than two points at the test object installed at the simultaneously operating vibro-units, determine the values of the transfer coefficients in at least two control points on each table of the vibration plants and in the measuring points at the test object, determine the values of the transfer coefficients for the formation of random broadband signals, set the valuesof the mutual spectral densities of the accelerations simultaneously in at least two sections of the test object and at the same time in at least two measuring points of the test object determine the values of all coefficients from the transfer functions of the system "vibration tables – rigging – the object of testing", determine the transmission coefficients of random broadband signals of simultaneously operating vibrations, all operations being performed in each 1/3-octave bands of a predetermined operating range.EFFECT: reduced time for testing large objects in at least two remote points at different levels of vibration and spectral characteristics, simplified implementation of the method due to the exclusion of various highly specialized devices with their replacement by a universal processor that performs all the required operations for the formation and recording of vibration.3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к способам формирования спектров случайной вибрации, и может быть использовано в машиностроении.The invention relates to testing equipment, and in particular to methods of forming spectra of random vibration, and can be used in mechanical engineering.

Известен способ формирования спектра случайных вибраций (а.с. СССР №862018, G01M 7/00, 1981 г.), согласно которому формируют узкополосные случайные сигналы, задают значения дисперсии в каждой полосе, регулируют уровень дисперсии в каждой полосе и корректируют отрегулированные по дисперсии сигналы в соответствии с частотной характеристикой вибровозбудителя.A known method of forming a spectrum of random vibrations (USSR AS No. 8662018, G01M 7/00, 1981), according to which narrow-band random signals are generated, set the dispersion values in each band, regulate the dispersion level in each band and adjust the dispersion adjusted signals in accordance with the frequency response of the vibration exciter.

К недостаткам известного способа следует отнести невозможность создания требуемого спектра вибрации одновременно в нескольких контрольных точках (например в двух) изделия с помощью одного вибровозбудителя.The disadvantages of this method include the impossibility of creating the required vibration spectrum at the same time at several control points (for example, at two) of the product using one vibration exciter.

Наиболее близким и выбранным в качестве прототипа является способ формирования спектров случайной вибрации, описанный в патенте РФ №2168160, G01M 7/00, опубл. 27.05.2001 г., заключающийся в том, что формируют случайные сигналы в каждой полосе частот рабочего диапазона, задают значения собственных спектральных плотностей ускорений в каждой полосе частот рабочего диапазона в контрольных точках, создают вибрации изделия в полосах частот рабочего диапазона, измеряют значения собственных спектральных плотностей ускорений в каждой полосе частот в контрольных точках, определяют значения коэффициентов для формирования случайных сигналов, задают значения взаимных спектральных плотностей ускорений в каждой полосе частот в контрольных точках, определяют значения всех передаточных функций по измеренным значениям взаимных спектральных плотностей ускорений, в каждой полосе частот в контрольных точках, осуществляют определение коэффициентов передаточных функций.The closest and selected as a prototype is a method of forming spectra of random vibration, described in RF patent No. 2168160, G01M 7/00, publ. 05/27/2001, which consists in generating random signals in each frequency band of the operating range, setting the values of the intrinsic spectral densities of accelerations in each frequency band of the working range at control points, creating product vibrations in the frequency bands of the working range, measuring the values of natural spectral the acceleration densities in each frequency band at the control points, determine the coefficients for the formation of random signals, set the values of the mutual spectral acceleration densities in k zhdoy frequency band at the control points, determine the values of the transfer functions of the measured values of the spectral densities reciprocal accelerations in each frequency band at the control points, a determination of the coefficients of the transfer functions.

К недостаткам известного способа следует отнести следующее:The disadvantages of this method include the following:

- формирование спектрального состава виброускорения в одной из контрольных точек испытываемого изделия;- the formation of the spectral composition of vibration acceleration in one of the control points of the test product;

- не выделен частотный диапазон формирования случайных сигналов;- the frequency range of the formation of random signals is not allocated;

- сложность выполнения способа из-за использования различных узкоспециализированных блоков, микроконтроллера, полосового фильтра и пр.- the complexity of the method due to the use of various highly specialized blocks, a microcontroller, a bandpass filter, etc.

Задачей изобретения является улучшение эксплуатационных возможностей способа формирования широкополосной случайной вибрации с обеспечением быстродействия осуществления способа с повышением качества проводимых испытаний.The objective of the invention is to improve the operational capabilities of the method of forming a broadband random vibration to ensure the speed of implementation of the method with improving the quality of the tests.

Технический результат заключается в том, что удалось сократить время на проведение испытаний протяженных крупногабаритных объектов в не менее чем двух удаленных точках при различных уровнях вибрации и спектральных характеристик, упростить осуществление способа за счет исключения различных узкоспециализированных приборов, заменив их универсальным процессором, который выполняет все требуемые операции по формированию и регистрации вибрации.The technical result consists in the fact that it was possible to reduce the time for testing extended large-sized objects at at least two remote points at different vibration levels and spectral characteristics, to simplify the implementation of the method by eliminating various highly specialized devices, replacing them with a universal processor that fulfills all the required operations for the formation and registration of vibration.

Это достигается тем, что, что при формировании спектров случайной вибрации, задают случайные сигналы в каждой полосе частот рабочего диапазона со значениями собственных спектральных плотностей ускорений в каждой полосе частот рабочего диапазона в контрольных точках, затем воспроизводят вибрацию изделия в полосах частот рабочего диапазона, измеряют значения собственных спектральных плотностей ускорений в каждой полосе частот в контрольных точках, определяют значения коэффициентов для формирования случайных сигналов, задают значения взаимных спектральных плотностей ускорений в каждой полосе частот в контрольных точках, определяют значения всех передаточных функций по измеренным значениям взаимных спектральных плотностей ускорений, в каждой полосе частот в контрольных точках, осуществляют определение коэффициентов передаточных функций, согласно изобретению, формируют случайные широкополосные сигналы, используя не менее двух виброустановок, в заданном рабочем диапазоне частот, задают значения собственных спектральных плотностей ускорений не менее чем в двух контрольных точках, заданных на каждом столе виброустановок, измеряют значения собственных спектральных плотностей ускорений не менее чем в двух точках на объекте испытаний, установленном на одновременно работающих виброустановках, определяют значения передаточных коэффициентов не менее чем в двух контрольных точках на каждом столе виброустановок и в измерительных точках на объекте испытаний, затем определяют значения передаточных коэффициентов для формирования случайных широкополосных сигналов и задают значения взаимных спектральных плотностей ускорений одновременно не менее чем в двух сечениях объекта испытаний, и, не менее чем в двух измерительных точках объекта испытаний одновременно, определяют значения всех коэффициентов от передаточных функций системы «столы виброустановок-оснастка-объект испытаний» по измеренным значениям взаимных спектральных плотностей ускорений, осуществляют определение коэффициентов передачи случайных широкополосных сигналов одновременно работающих виброустановок по заданным собственных и взаимных спектральных плотностей ускорений и полученным значения собственных и взаимных спектральных плотностей ускорений, а также полученным значениям коэффициентов передаточных функций в контрольных точках на столах виброустановок, при этом все операции осуществляют в каждой 1/3-октавных полосах заданного рабочего диапазона.This is achieved by the fact that during the formation of random vibration spectra, random signals are set in each frequency band of the working range with the values of the intrinsic spectral density of accelerations in each frequency band of the working range at control points, then the product vibration is reproduced in the frequency bands of the working range, the values are measured intrinsic spectral densities of accelerations in each frequency band at the control points, determine the values of the coefficients for the formation of random signals, set the values mutual spectral acceleration densities in each frequency band at control points, determine the values of all transfer functions from the measured values of mutual spectral acceleration densities, in each frequency band at control points, determine the transfer function coefficients, according to the invention, generate random broadband signals using at least two vibroinstallations, in a given operating frequency range, set the values of the intrinsic spectral densities of accelerations in at least two to the control points specified on each table of the vibration units, measure the values of their own spectral acceleration densities at at least two points on the test object installed on simultaneously operating vibration units, determine the transmission coefficients in at least two control points on each table of the vibration units and in the measurement points at the test object, then determine the values of the transfer coefficients for the formation of random broadband signals and set the values of the mutual spectral acceleration densities simultaneously at least in two sections of the test object, and at least at two measuring points of the test object at the same time, determine the values of all the coefficients of the transfer functions of the system “tables vibration mountings-equipment-test object” from the measured values of the mutual spectral acceleration densities carry out the determination of transmission coefficients of random broadband signals of simultaneously operating vibroinstallations for given intrinsic and mutual spectral densities velocity and the obtained values of the intrinsic and mutual spectral densities of accelerations, as well as the obtained values of the transfer function coefficients at the control points on the tables of vibration units, while all operations are carried out in each 1/3 octave bands of a given operating range.

Кроме того, формируют широкополосные сигналы в рабочем диапазоне 10-2000 Гц.In addition, form broadband signals in the operating range of 10-2000 Hz.

Кроме того, формируют широкополосные сигналы в двух различных частях объекта испытаний с помощью двух электродинамических вибрационных стендов.In addition, they form broadband signals in two different parts of the test object using two electrodynamic vibration stands.

Наличие в заявляемом изобретении признаков, отличающих его от прототипа, позволяет считать его соответствующим условию «новизна».The presence in the claimed invention features that distinguish it from the prototype, allows us to consider it appropriate to the condition of "novelty."

Новые признаки способа формирования спектров случайной вибрации (формируют случайные широкополосные сигналы, используя не менее двух виброустановок, в заданном рабочем диапазоне частот, задают значения собственных спектральных плотностей ускорений не менее чем в двух контрольных точках, заданных на каждом столе виброустановок, измеряют значения собственных спектральных плотностей ускорений не менее чем в двух точках на объекте испытаний, установленном на одновременно работающих виброустановках, определяют значения передаточных коэффициентов не менее чем в двух контрольных точках на каждом столе виброустановок и в измерительных точках на объекте испытаний, затем определяют значения передаточных коэффициентов для формирования случайных широкополосных сигналов и задают значения взаимных спектральных плотностей ускорений одновременно не менее чем в двух сечениях объекта испытаний, и, не менее чем в двух измерительных точках объекта испытаний одновременно, определяют значения всех коэффициентов от передаточных функций системы «столы виброустановок-оснастка-объект испытаний» по измеренным значениям взаимных спектральных плотностей ускорений, осуществляют определение коэффициентов передачи случайных широкополосных сигналов одновременно работающих виброустановок по заданным собственных и взаимных спектральных плотностей ускорений и полученным значения собственных и взаимных спектральных плотностей ускорений, а также полученным значениям коэффициентов передаточных функций в контрольных точках на столах виброустановок, при этом все операции осуществляют в каждой 1/3-октавных полосах заданного рабочего диапазона) не выявлены в технических решениях аналогичного назначения. На этом основании можно сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию «изобретательский уровень».New features of the method of generating spectra of random vibration (random random broadband signals are generated using at least two vibration units, in a given operating frequency range, the values of the intrinsic spectral densities of accelerations are set in at least two control points set on each table of the vibration units, the values of intrinsic spectral densities are measured accelerations at least at two points on the test object installed on simultaneously operating vibroinstallations, determine the values of the transfer coefficient factors in at least two control points on each table of vibroinstallations and in measuring points on the test object, then determine the values of the transfer coefficients for the formation of random broadband signals and set the values of the mutual spectral acceleration densities simultaneously in at least two sections of the test object, and, not at less than two measuring points of the test object at the same time, determine the values of all the coefficients of the transfer functions of the system "tables vibroinstallation-equipment-about test object ”based on the measured values of the mutual spectral acceleration densities, they determine the transmission coefficients of random broadband signals of simultaneously operating vibration systems using the given intrinsic and mutual spectral acceleration densities and the obtained intrinsic and mutual spectral acceleration densities, as well as the obtained values of the transfer function coefficients at the control points on tables vibroinstallations, while all operations are carried out in each 1/3-octave bands back of the operating range) are not identified in technical solutions of a similar purpose. On this basis, we can conclude that the claimed invention meets the condition of "inventive step".

Изобретение поясняется следующими чертежами.The invention is illustrated by the following drawings.

На фиг. 1 представлена схема закрепления объекта испытаний на двух виброустановках, места расположения измерительных и контрольных точек.In FIG. 1 shows a diagram of the fixing of the test object on two vibration systems, the location of the measuring and control points.

На фиг. 2 представлена структурная схема системы управления вибрационными испытательными установками (ВИУ) на основе двух локальных систем управления.In FIG. 2 is a structural diagram of a control system for vibration test installations (VIU) based on two local control systems.

На фиг. 1 представлены следующие обозначения:In FIG. 1 shows the following notation:

1 - виброустановка (вибрационная испытательная установка ВИУ 1)1 - vibration installation (vibration test installation VIU 1)

2 - виброустановка (вибрационная испытательная установка ВИУ 2);2 - vibration installation (vibration test installation VIU 2);

3 - объект испытаний (ОИ);3 - test object (OI);

4 - столы виброустановок;4 - tables vibration;

5 - измерительные точки объекта испытаний Д1 и Д2;5 - measuring points of the test object D1 and D2;

6 - контрольные точки виброустановок Б1 и Б2.6 - control points of vibration units B1 and B2.

На фиг. 2 введены следующие условные обозначения:In FIG. 2, the following conventions are introduced:

x(t) - случайный процесс (широкополосная случайная вибрация) со спектральной характеристикой типа «белый» шум;x (t) - random process (broadband random vibration) with a spectral characteristic of the type of "white" noise;

Figure 00000001
- спектральная плотность мощности (СПМ) виброускорения в контрольной точке на столе ВИУ;
Figure 00000001
- spectral power density (PSD) of vibration acceleration at a control point on the VIU table;

Figure 00000002
- зарегистрированная СПМ виброускорения в контрольной точке ОИ;
Figure 00000002
- registered SPM vibration acceleration at the control point of the OI;

Figure 00000003
- квадрат модуля передаточной функции между точками на ОИ и на столе ВИУ;
Figure 00000003
- the square of the transfer function module between the points on the OI and on the VIU table;

Figure 00000004
- расчетные СПМ виброускорения после тестового воздействия и n-ой итерацией соответственно;
Figure 00000004
- calculated PSD of vibration acceleration after the test exposure and the nth iteration, respectively;

Figure 00000005
- СПМ виброускорения в контрольной точке ОИ, требуемая исходными данными или программой испытаний;
Figure 00000005
- SPM vibration acceleration at the control point of the OI, required by the source data or test program;

ΔS - разница между СПМ виброускорения

Figure 00000006
и
Figure 00000007
;ΔS is the difference between the SPM vibration acceleration
Figure 00000006
and
Figure 00000007
;

ΔΣСКЗ - разница между полученным и требуемым суммарным среднеквадратическим значением виброускорения в полосе частот воспроизводимого диапазона.ΔΣSCZ - the difference between the received and the required total rms value of vibration acceleration in the frequency band of the reproduced range.

Предлагаемый способ осуществляют путем последовательного выполнения следующих операций (фиг 1. и фиг. 2):The proposed method is carried out by sequentially performing the following operations (Fig 1. and Fig. 2):

1. На столах 4 виброустановок 1 (ВИУ1) и 2 (ВИУ2) закрепляют объект испытаний 3. На столах 4 в контрольных точках 6 (Б1 и Б2) и на объекте испытания 3 в измерительных точках 5 (Д1 и Д2) устанавливают первичные измерительные преобразователи (ПИП).1. On the tables 4 of the vibration units 1 (VIU1) and 2 (VIU2), the test object is fixed 3. On the tables 4 at the test points 6 (B1 and B2) and on the test object 3 at the measuring points 5 (D1 and D2), primary measuring transducers are installed (PIP).

2. В контрольных точках 6 (Б1 и Б2) на столах 4 виброустановок 1 (ВИУ1) и 2 (ВИУ2) одновременно воспроизводят широкополосную случайную вибрацию х(t) со спектральной плотностью мощности

Figure 00000008
типа «белый» шум. При этом регистрируют СПМ
Figure 00000009
и
Figure 00000010
в измерительных точках 5 (Д1 и Д2 соответственно) на объекте испытаний 3.2. At control points 6 (B1 and B2) on the tables of 4 vibration units 1 (VIU1) and 2 (VIU2) simultaneously reproduce broadband random vibration x (t) with a power spectral density
Figure 00000008
type of "white" noise. In this case, register the PSD
Figure 00000009
and
Figure 00000010
at measuring points 5 (D1 and D2, respectively) at test object 3.

3. Определяют квадрат модуля передаточной функции

Figure 00000011
между измерительной точкой Д1 и контрольной точкой Б1,
Figure 00000012
между измерительной точкой Д2 и контрольной точкой Б2. Рассчитывают СПМ виброускорения
Figure 00000013
и
Figure 00000014
после тестового воздействия.3. Determine the square of the transfer function module
Figure 00000011
between measuring point D1 and control point B1,
Figure 00000012
between measuring point D2 and control point B2. Calculate SPM vibration acceleration
Figure 00000013
and
Figure 00000014
after the test exposure.

4. В контрольных точках 6 (Б1 и Б2) на столах 4 виброустановок 1 (ВИУ1) и 2 (ВИУ2) одновременно воспроизводят широкополосную случайную вибрацию с рассчитанной в пункте 3 описания осуществления способа СПМ виброускорения

Figure 00000015
и
Figure 00000016
. При этом регистрируют СПМ
Figure 00000017
и
Figure 00000018
в измерительных точках 5 (Д1 и Д2 соответственно) на объекте испытаний 3.4. At control points 6 (B1 and B2) on the tables 4 of the vibration units 1 (VIU1) and 2 (VIU2) simultaneously reproduce broadband random vibration calculated in paragraph 3 of the description of the implementation of the method of SPM vibration acceleration
Figure 00000015
and
Figure 00000016
. In this case, register the PSD
Figure 00000017
and
Figure 00000018
at measuring points 5 (D1 and D2, respectively) at test object 3.

5. Определяют квадрат модуля передаточной функции

Figure 00000019
между измерительной точкой Д1 и контрольной точкой Б1,
Figure 00000020
между измерительной точкой Д2 и контрольной точкой Б2. Рассчитывают СПМ виброускорения
Figure 00000021
и
Figure 00000022
.5. Determine the square of the transfer function module
Figure 00000019
between measuring point D1 and control point B1,
Figure 00000020
between measuring point D2 and control point B2. Calculate SPM vibration acceleration
Figure 00000021
and
Figure 00000022
.

6. В контрольных точках 6 на столах 4 виброустановок 1 (ВИУ1) и 2 (ВИУ2) одновременно воспроизводят широкополосную случайную вибрацию с рассчитанной в пункте 5 описания осуществления способа СПМ виброускорения

Figure 00000023
и
Figure 00000024
. При этом регистрируют СПМ
Figure 00000025
и
Figure 00000026
в измерительных точках 5 (Д1 и Д2 соответственно) на объекте испытаний 3.6. At control points 6 on the tables 4 of vibration units 1 (VIU1) and 2 (VIU2) simultaneously reproduce broadband random vibration calculated in paragraph 5 of the description of the implementation of the method of SPM vibration acceleration
Figure 00000023
and
Figure 00000024
. In this case, register the PSD
Figure 00000025
and
Figure 00000026
at measuring points 5 (D1 and D2, respectively) at test object 3.

7. Рассчитывают ΔS и ΔΣСКЗ, проверяют выполнение условий: ΔS≤6 дБ и ΔΣСКЗ≤21%.7. Calculate ΔS and ΔΣSC3, verify that the conditions: ΔS≤6 dB and ΔΣSC3≤21%.

8. Воспроизводят стационарный режим широкополосной случайной вибрации двумя одновременно работающими виброустановками 1 (ВИУ1) и 2 (ВИУ2), связанными между собой объектом испытаний 3, при условии, что выполняют условия в пункте 7 описания осуществления способа, либо переходят к пункту 5.8. The stationary mode of broadband random vibration is reproduced by two simultaneously operating vibration units 1 (VIU1) and 2 (VIU2), interconnected by test object 3, provided that the conditions in paragraph 7 of the description of the implementation of the method are fulfilled, or go to paragraph 5.

Предлагаемый способ был осуществлен на предприятии путем последовательного выполнения следующих режимов (см. фиг. 2) для объекта испытаний длиной около 4 метров.The proposed method was implemented at the enterprise by sequentially performing the following modes (see Fig. 2) for the test object with a length of about 4 meters.

1. Режим идентификации.1. Identification mode.

Режим идентификации служит для отыскания амплитудно-частотных характеристик каналов управления двухстендовой системой задания вибрации.The identification mode is used to find the amplitude-frequency characteristics of the control channels of the two-stand system for setting the vibration.

Для этого по датчикам ускорения (например, вибропреобразователи пьезоэлектрические типа АР), установленным на столах 4 виброустановок 1 (ВИУ1) и 2 (ВИУ2) одновременно задается широкополосная случайная вибрация в диапазоне частот 10(20)-2000 Гц со среднеквадратическим значением ускорения lg(10M*c-2), форма спектра - равномерная. При этом вибрационном воздействии одновременно регистрируются реакции (отклики) в местах установки датчиков ускорения на объекте испытаний 3. Задаваемые и полученные вибрационные процессы обрабатываются с помощью алгоритма БПФ (быстрое преобразование Фурье) и представляются в виде распределения СПМ виброускорения в 1/3 октавных полосах частот. Используя известные уравнения, связывающие между собой спектральные плотности сигналов на столах 4 виброустановок 1 (ВИУ1) и 2 (ВИУ2) (входные сигналы) и в точках на объекте испытаний 3 Д1 и Д2 (выходные сигналы) определяются модули передаточных функций на отдельных 1/3 полосах октавных частот. Для автоматизации вычислений передаточных коэффициентов составлена программа расчета в Excel.To do this, acceleration sensors (for example, piezoelectric vibration transducers of the AR type) installed on the tables of 4 vibration units 1 (VIU1) and 2 (VIU2) simultaneously specify a broadband random vibration in the frequency range 10 (20) -2000 Hz with an rms acceleration value of log (10M * c -2 ), the shape of the spectrum is uniform. In this vibrational reaction, responses (responses) are simultaneously recorded in the places where acceleration sensors are installed at the test object 3. The set and received vibrational processes are processed using the FFT algorithm (fast Fourier transform) and are presented in the form of the distribution of SPM vibration acceleration in 1/3 octave frequency bands. Using well-known equations linking the spectral densities of signals on the tables of 4 vibration units 1 (VIU1) and 2 (VIU2) (input signals) and at the points on the test object 3 D1 and D2 (output signals) the transfer function modules are determined on separate 1/3 octave bands. To automate the calculation of gear ratios, a calculation program has been compiled in Excel.

2. Режим вычисления первого приближения.2. The mode of calculating the first approximation.

Затем осуществляют режим вычисления первого приближения, который служит для отыскания начальных значений управляющих параметров. При этом для вычисления используются значения передаточных коэффициентов, определенных в результате режима идентификации. Для этого используются уравнения, связывающие между собой спектральные плотности сигналов, применяемые выше. Обычно, если известна эталонная СПМ (спектральная плотность мощности) ускорения, которую необходимо реализовать в местах объекта испытаний, она определена заказчиком испытаний или нормативными документами, то зная передаточные коэффициенты (режим идентификации) можно вычислить СПМ ускорения, которые необходимо задать на столах 4 виброустановок 1 (ВИУ1) и 2 (ВИУ2). Для автоматизации вычислений используется программа расчета в Excel.Then carry out the mode of calculating the first approximation, which serves to find the initial values of the control parameters. In this case, the values of gear ratios determined as a result of the identification mode are used for calculation. For this, equations are used that relate the spectral densities of the signals used above. Usually, if the reference PSD (power spectral density) of acceleration is known, which must be implemented at the test site, it is determined by the test customer or regulatory documents, then knowing the transfer factors (identification mode), you can calculate the PSD of acceleration, which must be set on the tables of 4 vibration units 1 (WIU1) and 2 (WIU2). For automation of calculations, a calculation program in Excel is used.

3. Режим управления.3. Control mode.

В режиме управления находятся такие значения управляющих параметров, которые обеспечивают наименьшие отклонения оценки спектральных характеристик от заданных эталонных. Это достигается с помощью процедуры циклического приближения реализованных СПМ ускорения на объекте испытаний 3 к эталонным СПМ ускорения. Для автоматизации вычислений используется программа расчета в Excel.In the control mode, there are such values of the control parameters that provide the smallest deviations in the estimation of spectral characteristics from the given reference ones. This is achieved using the procedure of cyclic approximation of realized SPM accelerations at test object 3 to the reference SPM accelerations. For automation of calculations, a calculation program in Excel is used.

Заявляемый способ позволил улучшить эксплуатационные возможности способа, сократить время на проведение испытаний протяженных крупногабаритных объектов, улучшить качество проведения испытаний, упростить осуществление способа, исключив различные узкоспециализированные приборы и заменив их одним измерительным цифровым усилителем, выполняющим все требуемые операции по формированию и регистрации вибрации.The inventive method allowed to improve the operational capabilities of the method, reduce the time spent on testing extended large-sized objects, improve the quality of testing, simplify the implementation of the method by eliminating various highly specialized devices and replacing them with one measuring digital amplifier that performs all the required operations for the formation and registration of vibration.

Для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность осуществления способа формирования спектров случайной вибрации и способность обеспечения достижения указанного технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «промышленная применимость».For the claimed invention in the form described in the claims, the possibility of implementing the method of forming spectra of random vibration and the ability to achieve the specified technical result is confirmed. Therefore, the claimed invention meets the condition of "industrial applicability".

Claims (3)

1. Способ формирования спектров случайной вибрации, заключающийся в том, что формируют случайные сигналы в каждой полосе частот рабочего диапазона, задают значения собственных спектральных плотностей ускорений в каждой полосе частот рабочего диапазона в контрольных точках, создают вибрации изделия в полосах частот рабочего диапазона, измеряют значения собственных спектральных плотностей ускорений в каждой полосе частот в контрольных точках, определяют значения коэффициентов для формирования случайных сигналов, задают значения взаимных спектральных плотностей ускорений в каждой полосе частот в контрольных точках, определяют значения всех передаточных функций по измеренным значениям взаимных спектральных плотностей ускорений, в каждой полосе частот в контрольных точках осуществляют определение коэффициентов передаточных функций, отличающийся тем, что формируют случайные широкополосные сигналы, используя не менее двух виброустановок, в заданном рабочем диапазоне частот, задают значения собственных спектральных плотностей ускорений не менее чем в двух контрольных точках, заданных на каждом столе виброустановок, измеряют значения собственных спектральных плотностей ускорений не менее чем в двух точках на объекте испытаний, установленном на одновременно работающих виброустановках, определяют значения передаточных коэффициентов не менее чем в двух контрольных точках на каждом столе виброустановок и в измерительных точках на объекте испытаний, затем определяют значения передаточных коэффициентов для формирования случайных широкополосных сигналов и задают значения взаимных спектральных плотностей ускорений одновременно не менее чем в двух сечениях объекта испытаний, и не менее чем в двух измерительных точках объекта испытаний одновременно определяют значения всех коэффициентов от передаточных функций системы «столы виброустановок - оснастка - объект испытаний» по измеренным значениям взаимных спектральных плотностей ускорений, осуществляют определение коэффициентов передачи случайных широкополосных сигналов одновременно работающих виброустановок по заданным собственных и взаимных спектральных плотностей ускорений и полученным значениям собственных и взаимных спектральных плотностей ускорений, а также полученным значениям коэффициентов передаточных функций в контрольных точках на столах виброустановок, при этом все операции осуществляют в каждой 1/3-октавных полосах заданного рабочего диапазона.1. A method for generating random vibration spectra, which consists in generating random signals in each frequency band of the operating range, setting the values of the intrinsic spectral densities of accelerations in each frequency band of the operating range at control points, creating product vibrations in the frequency bands of the operating range, and measuring values intrinsic spectral acceleration densities in each frequency band at control points, determine the values of the coefficients for the formation of random signals, set the values of the spectral acceleration densities in each frequency band at the control points, determine the values of all the transfer functions from the measured values of the mutual spectral acceleration densities, in each frequency band at the control points, determine the coefficients of the transfer functions, characterized in that random broadband signals are generated using at least two vibroinstallations, in a given operating frequency range, set the values of the intrinsic spectral densities of accelerations in at least two controls the points specified on each table of the vibration units, measure the values of the intrinsic spectral densities of accelerations at least at two points on the test object installed on simultaneously operating vibration units, determine the transmission coefficients in at least two control points on each table of the vibration units and at the measurement points at the test object, then determine the values of the transfer coefficients for the formation of random broadband signals and set the values of the mutual spectral of acceleration ratios simultaneously at least in two sections of the test object, and at least at two measuring points of the test object simultaneously determine the values of all the coefficients of the transfer functions of the system "tables of vibration units - tooling - test object" from the measured values of the mutual spectral acceleration densities, determine transmission coefficients of random broadband signals of simultaneously operating vibration systems at given accelerator intrinsic and mutual spectral densities s own and received values, and mutual spectral densities of the acceleration and the obtained values of the coefficients of the transfer functions of the control points on vibroustanovok tables, all operations were carried out in each 1/3-octave bands specified operating range. 2. Способ формирования спектров случайной вибрации по п. 1, отличающийся тем, что формируют широкополосные сигналы в рабочем диапазоне 10-2000 Гц.2. A method for generating random vibration spectra according to claim 1, characterized in that they form broadband signals in the operating range of 10-2000 Hz. 3. Способ формирования спектров случайной вибрации по п. 1, отличающийся тем, что формируют широкополосные сигналы в двух различных частях объекта испытаний с помощью двух электродинамических вибрационных стендов.3. The method of generating random vibration spectra according to claim 1, characterized in that they form broadband signals in two different parts of the test object using two electrodynamic vibration stands.
RU2017144362A 2017-12-18 2017-12-18 Method for forming spectra of random vibration RU2672529C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017144362A RU2672529C1 (en) 2017-12-18 2017-12-18 Method for forming spectra of random vibration

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017144362A RU2672529C1 (en) 2017-12-18 2017-12-18 Method for forming spectra of random vibration

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2672529C1 true RU2672529C1 (en) 2018-11-15

Family

ID=64327937

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017144362A RU2672529C1 (en) 2017-12-18 2017-12-18 Method for forming spectra of random vibration

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2672529C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112834018A (en) * 2020-12-18 2021-05-25 哈尔滨工大正元信息技术有限公司 Detection method of working state of navigation aid lamp, storage medium and electronic equipment
RU2794419C1 (en) * 2022-10-13 2023-04-17 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Method for testing an object by broadband random vibration

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU993218A1 (en) * 1981-06-02 1983-01-30 Горьковский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Нормализации В Машиностроении Device for forming random vibration spectrum
RU2168160C1 (en) * 2000-02-01 2001-05-27 Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева Process of formation of spectra of random vibration
US8024965B2 (en) * 2006-07-27 2011-09-27 Pirelli Tyre S.P.A. Method for analysing tire vibration characteristics and an apparatus for carrying out said method
US20140298912A1 (en) * 2011-10-27 2014-10-09 Paul Larkin Drive signal distribution for direct field acoutic testing
US20160169313A1 (en) * 2013-07-12 2016-06-16 Bae Systems Plc Improvements in and relating to vibration control

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU993218A1 (en) * 1981-06-02 1983-01-30 Горьковский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Нормализации В Машиностроении Device for forming random vibration spectrum
RU2168160C1 (en) * 2000-02-01 2001-05-27 Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева Process of formation of spectra of random vibration
US8024965B2 (en) * 2006-07-27 2011-09-27 Pirelli Tyre S.P.A. Method for analysing tire vibration characteristics and an apparatus for carrying out said method
US20140298912A1 (en) * 2011-10-27 2014-10-09 Paul Larkin Drive signal distribution for direct field acoutic testing
US20160169313A1 (en) * 2013-07-12 2016-06-16 Bae Systems Plc Improvements in and relating to vibration control

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112834018A (en) * 2020-12-18 2021-05-25 哈尔滨工大正元信息技术有限公司 Detection method of working state of navigation aid lamp, storage medium and electronic equipment
RU2794419C1 (en) * 2022-10-13 2023-04-17 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Method for testing an object by broadband random vibration

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104880947B (en) A kind of multichannel arrowband control algolithm of machinery active vibration isolation
CN109670257B (en) Sound field simulation method and system for converter station
RU2672529C1 (en) Method for forming spectra of random vibration
Geerardyn et al. A local rational model approach for H∞ norm estimation: With application to an active vibration isolation system
RU2607361C1 (en) Method of testing multimass vibration isolation systems
KR20160082716A (en) Method and apparatus of machine diagnosis using sound signal
KR20170009609A (en) Seismic imaging apparatus and method using iterative direct waveform inversion and full waveform inversion
Janssens et al. Time-domain source contribution analysis method for in-room pass-by noise
CN104869519A (en) Method and system for testing background noise of microphone
Idehara et al. Modal analysis of structures under non-stationary excitation
JP7428030B2 (en) Noise evaluation device and noise evaluation method
CN107315343A (en) Narrowband self-adaption method is referred to a kind of many vibration sources of mechanical active vibration isolation more
Şahin et al. Forced-vibration testing and experimental modal analysis of a steel footbridge for structural identification
Ashory et al. Determination of mode shapes using wavelet transform of free vibration data
Dąbrowski et al. Selection of sound insulating elements in hydraulic excavators based onidentification of vibroacoustic energy propagation paths
CN110749374B (en) Sound transmission separation method and device for transformer structure in building
RU2580381C1 (en) Method of measuring vibration loads on aircraft engine
CN103872988B (en) A kind of feed forward type arrowband active control system under frequency misalignment
Dabrowski et al. Selection of Sound Insulating Elements in Hydraulic Excavators Based Onidentification of Vibroacoustic Energy Propagation Paths
JP2011203162A (en) Method of estimating acoustical technology effective dose
Kotus et al. A comparison of STI measured by direct and indirect methods for interiors coupled with sound reinforcement systems
CN114136434B (en) Anti-interference estimation method and system for noise of substation boundary of transformer substation
CN113281728B (en) Shallow sea water surface underwater target judgment method based on single vector hydrophone
RU2659306C1 (en) Method of analyzing two-mass vibration isolation systems
KR100862372B1 (en) Active sensor module having self-feedback loop for slight vibration measurement