Экспериментальный стенд «Аллигатор 2М»

Внедрение: 2020 г.

В работе [1] приведены результаты тестирования экспериментального стенда «Аллигатор 2М» для исследования динамических эффектов в распределенных системах со многими параллельными ударными парами. Эксперименты были посвящены изучению свойств резонансных виброударных процессов, существующих при малой диссипации за счет малых сил возбуждения. Они показали работоспособность данного экспериментального подхода. 

На рисунках 1 и 2 представлены схема и общий вид дооснащенного стенда «Аллигатор 2М». Стенд дает возможность реализовать как безударные (линейные или квазилинейные), так и разнообразные виброударные процессы в присутствии односторонних и двусторонних ограничителей в системах с предварительным зазором или натягом с одновременным возбуждением ленты с двух сторон.

Стенд представляет собой многомассную колебательную систему, два электромагнитных вибровозбудителя колебаний, ограничители колебаний с устройствами установки и регулировки зазоров, систему возбуждения и комплекс измерительной аппаратуры. Частота возбуждающих колебаний устанавливается с помощью генератора низких частот  Victor VC 2003, а амплитуда возбуждающих колебаний – с помощью двух усилителей мощности LV 103.

Рисунок 1. Основные узлы стенда «Аллигатор 2М», схема расположения измерительной аппаратуры и её связи с ноутбуком.

Контроль частоты и амплитуды возбуждающих колебаний можно осуществлять с помощью лазерного датчика ILD1320‑10.

Рисунок 2. Общий вид стенда «Аллигатор 2М».

 
На рисунке 3 показан блок питания (AC‑DC преобразователь) 220 В → 24 В и адаптер (мод. конвертер IF2001/USB), смонтированные на отдельной переносной плате, необходимые для работы лазерного датчика ILD1320‑10, а также модуль АЦП E‑502.

Рисунок 3. Переносная плата блока питания, конвертер IF2001/USB и модуль АЦП E‑502.

Для измерения моментов времени касания шариков с упорами в стенде предусмотрены пьезодатчики вибрации, устанавливаемые на регулируемые упоры. Сигналы с пьезодатчиков вибрации поступают в ноутбук через систему сбора данных – многоканальный модуль АЦП E‑502 – и далее обрабатываются программой LGraph2 и записываются в выходной файл.

Измерение движения точки (пятна лазера, диаметром < 0,16 мм) на поверхности шарика или ленты осуществляется оптическим датчиком перемещений ILD1320‑10, который связан с ноутбуком через конвертер IF2001/USB. Датчик перемещений ILD1320‑10 устанавливается на магнитной стойке и может фиксироваться в любом положении вдоль колеблющейся упругой ленты с шариками или в любом другом месте. Для визуального наблюдения и идентификации исследуемых процессов стенд снабжен цифровым стробоскопом. 

Предварительные исследования показали, что в упругой системе наблюдаются следующие свободные колебания:

1. Поперечные изгибные в направлении оси Y.
2. Поперечные изгибные в направлении оси Z.
3. Крутильные вокруг оси X.

Авторы заявляют о работоспособности использованного экспериментального подхода. Наряду с этим было выявлено, что управление отдельными электромагнитами, осуществляющими возбуждающее воздействие на шарики, закреплённые на упругой ленте, требует специальной системы управления, реализующей специфические алгоритмы. Проводятся дальнейшие экспериментальные работы.

Источник:
Асташев В.К., Серков Н.А., Пась О.В. Тестирование экспериментального стенда «Аллигатор 2М» и определение собственных частот упругой ленты с шариками, закрепленной на концах // Вестник научно-технического развития. – 2020. – № 9 (157). – С. 3‑17.
DOI: 10.18411/vntr2020-157-1

Разработчик: Асташев В.К., Серков Н.А., Пась О.В. (ФГБУН Институт машиноведения им. А.А.Благонравова РАН, Москва)