ГОСТ Р 57209-2016 Вибрация. Руководство по выбору вибростендов. Оборудование для определения динамических свойств конструкций

Приложение А
(справочное)

     
Приближенная оценка механических импедансов для объектов некоторых видов

А.1 Общие замечания

В настоящем приложении приведены графики огибающих для механических импедансов типичных объектов некоторых видов. Эти графики построены на основе анализа результатов многочисленных испытаний (см. [1]) так, чтобы кривая огибающей лежала выше реальных частотных характеристик объектов данного вида с некоторым запасом. Таким образом, вид огибающей отличается от вида типичной частотной характеристики. Тем не менее, такая огибающая позволяет получить некоторую оценку сверху.

В разделе А.2 рассматриваются огибающие для входных и переходных механических импедансов виброизоляторов. В разделах А.3, А.4 и А.5 рассматриваются только входные механические импедансы для машин и машинных агрегатов, амортизированных рам и фундаментов соответственно.

Примечание 1 - По самой конструкции изолятор обладает ясно определенными точками входа и выхода (входным и выходным фланцами), которым соответствует некоторая переходная частотная характеристика. В то время как для других конструкций входная и выходная точки заранее неизвестны и должны быть определены в соответствующих технических условиях.

Поведение испытуемых объектов будет разным в разных диапазонах частот испытаний. В области нижних частот вид зависимости входного и переходного механических импедансов от частоты определяется тем, какие силы преобладают в механической системе: упругие или инерционные. В первом случае импеданс будет спадать обратно пропорционально частоте, т.е. по закону , и иметь максимум на нижней границе диапазона частот испытаний. Примерами таких механических систем являются виброизоляторы (см. раздел А.2), амортизированные рамы (см. раздел А.4) и фундаменты (см. раздел А.5). В случае же жестко установленных машин, возбуждаемых через их лапы или общую рамную конструкцию (см. раздел А.3), импеданс будет возрастать пропорционально частоте .

На средних частотах конструкция ведет себя как многомассовая механическая система с упругими и демпфирующими свойствами. При этом на графике входного механического импеданса будут наблюдаться впадины и пики, связанные, как правило, с собственными колебаниями механической системы в целом и отдельных ее элементов. Впадинам будут соответствовать резонансы системы, а пикам - антирезонансы. Последние будут определять максимальное значение механического импеданса в данной области частот.

Дальнейший рост частоты приводит к тому, что входной импеданс становится зависимым от волновых свойств конструкции в точке возбуждения. Амплитуда колебаний будет зависеть от геометрических характеристик и упругих свойств (модулей упругости) элемента конструкции, непосредственно соединенного с вибровозбудителем. Обычно в случае машин и машинных агрегатов на упругих опорах или жестких лапах таким элементом конструкции будет опорная металлическая пластина.

Примечание - На графиках в разделах А.2-А.5 области частот с разным динамическим поведением объекта разделены между собой частотами перехода.

На практике при испытаниях машин и машинных агрегатов достаточно сложно обеспечить граничные условия для измерений импеданса холостого хода, позволяющих сформировать полную матрицу импедансов объекта по ГОСТ ИСО 7626-1. Поэтому в разделе А.3 рассматриваются импедансы свободно колеблющегося объекта, т.е. импедансы короткого замыкания.

А.2 Виброизоляторы

Максимальные значения входных () и переходных ()  механических импедансов виброизоляторов, нагруженных массой (см. рисунок А.1) могут быть оценены с использованием графика, изображенного на рисунке А.2.

При заданной статической жесткости изолятора в направлении возбуждения собственная частота его колебаний может быть рассчитана по формуле (А.1):

.                                                            (А.1)

Тогда частоту перехода (см. рисунок А.2) можно определить из таблицы А.1.

1 - машина (нагружающая масса); 2 - виброизолятор

  Примечание - - масса нагрузки, приходящейся на один виброизолятор.

Рисунок А.1 - Виброизолятор, нагруженный массой машины