Theoretical-Experimental Method for Determination of Aerodynamic Damping Component of Test Samples With Diamond-Shaped Cross-Section

Abstract

Паймушин В.Н., Фирсов В.А., Гюнал И., Шишкин В.М. Теоретико-экспериментальный метод определения аэродинамической составляющей демпфирования тест-образца ромбовидного поперечного сечения // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. -2016- . -№ 4. -С. 200-219. DOI: 10.15593/perm.mech/2016 Разработана методика численной обработки опытной виброграммы затухающих из-гибных колебаний тест-образца для определения экспериментальной низшей частоты и амплитудной зависимости логарифмического декремента колебаний (ЛДК), опреде-ляющего демпфирующие свойства тест-образца. Для определения ЛДК используется экспериментальная огибающая затухающих изгибных колебаний свободного конца тест-образца с аппроксимацией ее суммой двух экспонент с четырьмя независимыми пара-метрами, определяемыми прямым поиском минимума целевой функции, зависящей от указанных параметров. Проведены численные эксперименты, подтверждающие досто-верность разработанной методики. Показано, что для надежного определения экспери-ментальной аэродинамической составляющей демпфирования тест-образца ромбовид-ного сечения необходимо, чтобы его материал имел стабильные и низкие демпфирую-щие свойства. Таким требованиям в полной мере удовлетворяет дюралюминий. Построена матрица демпфирования конечно-элементной модели тест-образца произ-вольного поперечного сечения при амплитудно-независимом внутреннем трении в мате-риале. Получен параметр внутреннего демпфирования тест-образца, обусловленный демпфирующими свойствами материала. Определена экспериментальная аэродинами-ческая составляющая демпфирования серии тест-образцов ромбовидного сечения.Отмечена частотная зависимость модуля упругости дюралюминия марки Д16АТ. Разработан итерационный алгоритм определения низшей частоты колебаний тест-образца с учетом частотной зависимости модуля упругости. Проведены численные эксперименты на образцах ромбовидного сечения, подтверждающие достоверность разработанного алгоритма. Разработан теоретико-экспериментальный метод построе- Ключевые слова:логарифмический декремент колебаний, параметр внутреннего демпфирования, динамический модуль упругости, конечный эле-мент, целевая функция, прямой поиск.  Паймушин Виталий