Научная электронная библиотека

Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

ДИНАМИЧЕСКОЕ ПОВЕДЕНИЕ ОБОЛОЧКИ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ тетрагональнОЙ СТРУКТУРЫ

Немеребаев М. Н., Бекмуратов М. М., Орынбаев С. А., Актаев Е. К.,

2.5. Экспериментальное исследование колебаний оболочек тетрагональной структуры из композиционных материалов

Моды колебания оболочек полностью определяются двумя параметрами m и n равными числу продольных полуволн и окружных волн деформации соответственно. В качестве объекта испытаний были взяты специально изготовленные сетчатые цилиндрические оболочки, изображенные на рис. 1. Оболочки изготавливались по специальной технологии, изложенной в работе [65]. Геометрические характеристики оболочки равно h = 0,025 м; L = 0,175 м; δ = 0,015 m; R = 0,103 m; φ = 15°.

Рис. 2.6. Экспериментальная установка

Для моделирования шарнирно-опертого края в эксперименте использовалась тщательно обработанная круглая фанерная плитка, точно подогнанная к оболочке и обработанная таким образом, чтобы обеспечить наилучший контакт с внутренней поверхностью оболочки. Эта плита затем при помощи специального болта крепилась к опорной стойке испытательной установки.

Рис. 2.7. Способ закрепления оболочки

Общий вид установки изображен на рис. 2.6 и приведен в блок-схеме на рис. 2.8. В качестве источника возбуждения выбирался электродинамический вибратор (2).

Оболочка (7) возбуждалась в реальном направлении, причем частота возбуждения варьировалась в широких пределах и устанавливалась при помощи звукового генератора ГЗ-33 (4), сигнал с которого пропорциональной ускорению точек колебающейся оболочки с помощью пьезощупа (6) и подавался на одну из разверток осциллографа (5). На другую развертку подавался сигнал возбуждения. В результате на экране осциллографа появлялась фигура Лиссажу. Резонансный режим, характеризующийся гармоническими колебаниями оболочки с частотой, совпадающей с частотой возбуждающей нагрузки, фиксируется по появлению на экране осциллографа эллипса. Точная установка резонансного режима приводит к сдвигу фазу сигналов на π/2, что контролируется по вертикальному положению главной оси эллипса или соответствующему смещению по фазе сигналов при переключении осциллографа на двухлучевую схему. Точное значение резонансной частоты снимается по показаниям электронного частотомера (3).

Рис. 2.8. Блок схема устоновки:
1 – блок возю\буждения ПВ-4; 2 – Вибратор ПВ-4; 3 – частотомер ЧЗ-38;
4 – генератор сигналов ГЗ-33; 5 – осциллограф С1 – 7в;
6 – пъезощуп; 7 – испытуемая сетчатая оболочка

Рис. 2.9. Зависимость частоты колебаний от n

Для определения формы колебаний с помощью пьезощупа отыскивались узловые линии колеблющейся на резонансном режиме оболочки. Переход через узловую линию меняет фазу сигнала пьезощупа (6). Таким образом, перемещая по окружности пьезощуп и подсчитывая число изменений фаз, можно достаточно точно определить число и положение узловых линий. Согласно этой методике определялись значения собственных частот сетчатой оболочки при различных значениях числа окружных волн n, считая m = 1. На рис. 2.9 представлены экспериментальные данные для оболочки из КМ.