Experimental study of forced oscillations affinity-shaped reinforced thin-walled cylinder model

Abstract

Проведено експериментальне дослідження вимушених коливань афінно-подібної моделі, яка підсилена з середини стрингерами та шпангоутами. Для проведення експериментальних досліджень вимушених поперечних коливань горизонтально орієнтованої циліндричної оболонки використано модифікацію запропонованої раніше методики. Експериментальна модель розроблена на основі І ступеня ракети-носія, довжина якої становить 6300 мм, а діаметр – 1800 мм, товщина стінки – 1,5 мм. Розміри афінно-подібної моделі, виходячи з масштабного коефіцієнта й геометричних параметрів випробувальної машини, такі: довжина порожнинного циліндра L=1500 мм, діаметр D=400 мм. Товщина стінки модельного підсиленого циліндра аналогічна реальній конструкції й становить t=1,5 мм. Поздовжні підсилюючі елементи моделі – стрингери, виготовлено у формі рівностороннього кутника розмірами 10х10х1,5 мм. Стрингери розміщували, зберігаючи тотожне відношення між площами підкріплених і вільних ділянок моделі та дійсного об’єкта. Для вимірювання параметрів коливань (віброприскорення та віброшвидкості) використано віброметр ВВМ-201 – прилад з цифровою індикацією, призначений для зняття показів у широкому діапазоні частот від 0,2 до 4000 Гц від працюючого обладнання, машин та інших об’єктів у лабораторних і виробничих умовах у різних галузях промисловості. Для вимірювання амплітуди використано ЕВМ-БП2 електричний балансувальний віброметр, призначений для вимірювання величини і фази неурівноваженості обертових частин двигунів і машин при їх балансуванні на стендах у цехових і лабораторних умовах. У результаті проведеного експерименту отримано значення частот (рис. 6) та амплітуди (рис. 7) вимушених коливань моделі підсиленого циліндра від дії зовнішнього зусилля величиною F=0.15 кН та при сталоамплітудному переміщенні штока S=1 мм. Частота прикладання зусилля варіювалася від 10 до 20 Гц. Виявлено, що вимушена частота підсиленого циліндра знаходиться в діапазоні від 0,5 до 1,5 Гц. Значення амплітуди становить 0,3 мм при частоті 1,5 Гц та 0,8 мм при 0,5 Гц.

In this paper, the experimental study of forced oscillations affinity-shaped model that strengthened since mid-stringers and frames. For the experimental investigations of forced transverse vibrations horizontally oriented cylindrical shell using a modification of previously proposed methods