Методы экспериментального получения спектра частот и мод колебаний

[Рубен]

Всем привет. Вместе с теоретической стороной вопроса необходимо уметь экспериментально проводить модальный анализ металлической пластинки. Я знаю, что существует два способа решения этой задачи: способ свободных колебаний и вынужденных.
В первом методе ударным возбуждением (например молотом) вызывают колебание пластины, а затем анализатором получают спектр. Метод вынужденных колебаний может применяться либо с перестраиваемым вручную генератором и регистрацией резонанса (например по фигуре Лиссажу на экране осциллографа, или по максимуму амплитуды колебаний), либо в режиме автоколебаний, когда пластина является звеном цепи обратной связи между возбудителем и усилителем.

Хотелось получить обзор всех эти и других методов снятия АЧХ механических систем с распределенными параметрами (в частности, упругих пластин и мембран).
Может, кто сталкивался и знает литературу, где об этом можно почитать.

[vidok]

Source of the post
Всем привет. Вместе с теоретической стороной вопроса необходимо уметь экспериментально проводить модальный анализ металлической пластинки. Я знаю, что существует два способа решения этой задачи: способ свободных колебаний и вынужденных.
В первом методе ударным возбуждением (например молотом) вызывают колебание пластины, а затем анализатором получают спектр. Метод вынужденных колебаний может применяться либо с перестраиваемым вручную генератором и регистрацией резонанса (например по фигуре Лиссажу на экране осциллографа, или по максимуму амплитуды колебаний), либо в режиме автоколебаний, когда пластина является звеном цепи обратной связи между возбудителем и усилителем.

Хотелось получить обзор всех эти и других методов снятия АЧХ механических систем с распределенными параметрами (в частности, упругих пластин и мембран).
Может, кто сталкивался и знает литературу, где об этом можно почитать.

может быть не выйдет, но... сделал бы нечто электромагнита, прицепил его к пластинке, пластинку как-нибудь поместил между обкладками конденсатора или пропустил по пластине ток и разместил катушку индуктивности для регистрации коллебаний. Подавал импульс тока на электромагнит для возбуждения коллебаний. В общих словах как-то так

[Таланов]

Про молот уж слишком громко сказано. Я возбуждал конструкции весом до 2 тонн маленьким молоточком.

[folk]

А как снимать частоты? И для чего сие требуется раскройте пожалуйста - интересно.

[Andrew58]

Source of the post
А как снимать частоты? И для чего сие требуется раскройте пожалуйста - интересно.

Всего сразу и не расскажешь... Похоже, что основная идея простая. Вот висит маятник вполне обычный - подойдите, пощупайте,... Как экспериментально определить характеристики его колебаний? Каким-то способом его необходимо вывести из состояния равновесия, а дальше фиксировать все процессы, которые нам интересны. Тут выясняется, что стержень маятника не абсолютно жесткий, поэтому в колебаниях помимо основной (низшей) частоты будут присутствовать и другие частотные составляющие, но для них тоже другие и различные постоянные времени затухания и далее по списку...
Вот Вы, наверное, думаете, что кварцевые резонаторы в радиотехнике имеют один резонансный пик на номинальной частоте?

[Рубен]

Source of the post
может быть не выйдет, но... сделал бы нечто электромагнита, прицепил его к пластинке, пластинку как-нибудь поместил между обкладками конденсатора или пропустил по пластине ток и разместил катушку индуктивности для регистрации коллебаний. Подавал импульс тока на электромагнит для возбуждения коллебаний. В общих словах как-то так

Спасибо, конечно, но к сожалению, придумывать методы измерений на ходу можно, но неэффективно. Хотя бы просто потому, что этими методами занимаются сотни инженеров и научных сотрудников на протяжении десятилетий. Да, ваш метод при определенных условиях и с соответствующими поправками будет работать, но наверняка перекрывается уже имеющимся, более корректным. Потому и написал:

Source of the post Хотелось получить обзор всех эти и других методов снятия АЧХ механических систем с распределенными параметрами (в частности, упругих пластин и мембран).

Я просто знаю, что многие у нас, например, Сан Саныч или Андрей постоянно сталкивались с измерениями. Может быть они изучали литературу по вибрации и помнят, где дается обзор этих методов.

Source of the post
Про молот уж слишком громко сказано. Я возбуждал конструкции весом до 2 тонн маленьким молоточком.

Да, конечно.
Когда писал свой пост, то вспомнил, как один чудак подал патент на прибор для диагностики НДС мостов. Прибор работал по частотному методу и для возбуждения колебаний моста изобретатель использовал молот

Source of the post
А как снимать частоты?

Пьезоэлектрическим звукоснимателем, например. Еще можно токовихревым датчиком. Последний годится лишь для металлических поверхностей, когда расстояние поверхности до датчика изменяет добротность катушки последнего, что позволяет регистрировать вибрацию при изгибных колебаниях и выводить форму колебаний на осциллограф.

И для чего сие требуется раскройте пожалуйста - интересно.

Тут я рассказывал.

Блин, думал, что идея "моя", но её уже реализовали
Сегодня буквально нашел в архиве на MathNet статью. Там именно та же самая идея. Вероятно, уже дремучая )) Но пластинка у них ортотропная в "главных" осях, а у меня в произвольных, то есть, более общий случай. Так что еще не все потеряно

Source of the post Похоже, что основная идея простая.

Да, простая)

[folk]

Source of the post

И для чего сие требуется раскройте пожалуйста - интересно.

Тут я рассказывал.

Прочитал но не увидел ответа - впрочим не важно)

[Рубен]

Source of the post Прочитал но не увидел ответа

Да как так.

Source of the post Идея моя заключается в следующем
Пусть имеется прямоугольная пластинка с ортогональной анизотропией известных размеров, но с неизвестными модулями упругости.

Зная частотное уравнение, в которое непременно входят упругие постоянные ("жесткости"), можно:

1. возбудить генератором колебания этой пластинки на частоте основного тона, а также других гармониках.
2. измерить токовихревым датчиком или другим, пригодным для этих целей прибором, частоты возбуждаемых в пластинке колебаний.
3. измеренные частоты на гармонике m и n подставить в частотное уравнение.
4. решая полученную систему уравнений, найти все упругие коэффициенты.

Чтобы составить систему уравнений, кроме измеренной частоты нужно знать, на какой гармонике измеряется частота (числа m и n). Для этого хотелось бы иметь АЧХ пластинки.

В самом начале поста...

[folk]

Не я к тому что знаете вы допустим и частотное уравнение и моды - и что - как это применить на практике то?

[Andrew58]

Source of the post
Да, простая)

Какие именно характеристики Вас интересуют в первую очередь? Как предполагается в дальнейшем использовать объект исследований? Все на свете все сразу измерить все равно не удастся... Надо отсечь существенное и выделить пренебрежимое, если уж речь зашла о создании некоторой измерительной системы.