Анализ вибродиагностических показателей наличия дышащей поверхностной трещины разной геометрии в стержне круглого поперечного сечения

Abstract

Рассмотрен метод приближенного расчета возможных значений вибродиагностических показателей наличия в стержне круглого поперечного сечения дышащей поверхностной трещины с различной конфигурацией ее фронта (полуэллиптическая, полукруглая и прямолинейная) при супер- и субгармоническом резонансах по какой-либо собственной форме изгибных колебаний. Расчет вибродиагностических показателей наличия трещины выполнен на примере консольного стержня в случае резонанса, соответствующего первой собственной форме колебаний при силовом и кинематическом возбуждении. Получены зависимости диагностических показателей от места приложения вынуждающей силы, местоположения, относительной глубины и относительной площади трещины для разных отношений полуосей эллипса и для трещин с прямолинейным и полукруглым фронтом. Приведено некоторое сравнение результатов расчета с данными, полученными с помощью конечноэлементной модели.

Розглянуто метод наближеного розрахунку можливих значень вібродіагностичних показників наявності у стрижні круглого поперечного перерізу дихаючої поверхневої тріщини з різною конфігурацією її фронту (напівеліптична, напівкругла і прямол інійна) при супер- і субгармонічному резонансах будь-якої власної форми згинних коливань. Розрахунок вібродіагностичних показників наявності тріщини виконано на прикладі консольного стрижня у випадку резонансу, що відповідає першій власній формі коливань при силовому і кінематичному збудженні. Отримано залежності діагностичних показників від місця прикладання змушувальної сили, місцеположення, відносної глибини і відносної площі тріщини для різних відношень півосей еліпса та для тріщин з прямолінійним і напівкруглим фронтом. Наведено деяке порівняння розрахункових результатів із даними, отриманими за допомогою скінченноелементно ї моделі.

The authors discuss a method of approximate calculation of possible values of vibrodiagnostic parameters of the presence of a breathing crack of different crack front configurations(semi-elliptical, semi-circular, or straight one) in a round bar under super- and subharmonic resonances in a natural bending mode. The calculation of the vibrodiagnostic parameters due to the presence of a crack has been performed through the example of a cantilever bar in the case of the resonance in the first normal mode under force and kinematic excitations. The vibrodiagnostic parameters have been found as a function of the place of the exciting force application, crack location, relative depth and relative area, for different ellipse semi-axes ratios and for cracks with straight or semi-circular fronts. A comparison is made between the calculated results and the finite-element numerical solution data.