Аннотации:
Рычажные тензопреобразователи используют в датчиках давления для преобразования поперечного перемещения рычага в электрический сигнал. Для анализа возможности применения рычажного тензопреобразователя при определении нагруженности элементов рельсового транспорта от воздействия неровностей со стороны дорожного полотна в статье найдена его амплитудно-частотная характеристика. Выполнено экспериментальное исследование, позволившее идентифицировать две первые собственные
частоты изгибных колебаний тензопреобразователя и определить декремент колебаний на этих частотах.
Диаметр рычага датчика составляет 4,5 мм, а масса менее 5 г, поэтому контактные
методы измерения амплитуд колебаний здесь оказываются неприменимыми. Поэтому амплитудно-частотная характеристика тензопреобразователя определена экспериментально с помощью тензочуствительной схемы самого тензопреобразователя и с помощью одноточечного трехкомпонентного лазерного виброметра Polytec 3D LV, который измеряет три линейных компоненты виброскорости в точке колеблющегося объекта.
Испытаны два тензопреобразователя. Испытания проведены методом плавного
изменения частоты синусоидальных колебаний. Определены две первые резонансные
частоты изгибных колебаний тензопреобразователя. Резонансным методом определен декремент колебаний. Найден допустимый уровень вибронагрузки на резонансе, превышение которого приведет к поломке тензопреобразователя.
С помощью конечно-элементной модели получена зависимость первой частоты
собственных колебаний тензопреобразователя от жесткости системы. Эта зависимость позволяет прогнозировать собственную частоту колебаний тензопреобразователя по данным, приведенным в паспорте изделия.
Экспериментально найденные резонансные частоты и декремент колебаний позволяют построить расчетную модель тензопреобразователя, верифицированную результатами испытаний. Модель можно использовать на ранних стадиях проектирования датчиков давления и датчиков, измеряющих нагруженность элементов рельсового
транспорта от воздействия неровностей со стороны дорожного полотна. The strain transducer is used in the pressure sensors for converting the force (pressure)
into an electrical signal. In order to analyze the possibility of using a strain transducer for definition
of loading rail vehicles from the effects of irregularities by the roadway in the article
found its frequency response. Experimentally identified by the first two natural frequencies
of flexural vibrations strain transducer and determine the decrement at these frequencies.
The diameter of the lever is 4,5 mm, and the mass of 5 g, so the contact methods for
measuring the amplitude and frequency of oscillations are not applicable. Therefore frequency
response of the strain transducer is determined experimentally using a strain gauge circuit
of the strain transducer and using a single-point three-dimensional laser vibrometer Polytec
3D LV. Laser vibrometer measures three components of linear vibration velocity at the point
of the oscillating object. Excitation was performed with the use of an electrodynamic shaker
LDS V650 and control system LMS Scadas Lab.
Two strain transducers tested. Tests were carried out method a smooth change of frequency
sinusoidal oscillations. The two first resonant frequencies of the oscillations determined
strain transducer. Resonance method defined damping coefficient. Found allowable
level vibratory loads at resonance, the excess of which will result in damage to the strain
transducer.
Using finite element model the dependence of the first natural frequency of strain transducer
bending stiffness of the system. This dependence makes it possible to predict the natural
frequency of strain transducer according to the passport provided in each product.
Experimentally determined resonant frequency and decrement it possible to construct
computational model of the strain transducer, a verified test results. The model can be used
early in the design of pressure sensors and sensors measure the loading rail vehicles from the
effects of irregularities by the roadway in the article found its frequency response.
Описание:
Яушев Александр Анатольевич. Аспирант кафедры «Летательные аппараты и автоматические установки», Южно-Уральский государственный университет (Челябинск), ya_sasha74@list.ru.
Тараненко Павел Александрович. Кандидат технических наук, доцент кафедры «Прикладная механика, динамика и прочность машин», Южно-Уральский государственный университет
(Челябинск), pataranenko@gmail.com. A.A. Yaushev, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation,
ya_sasha74@list.ru,
P.A. Taranenko, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation,
pataranenko@gmail.com