Вибрационная машина (черт. № 124) представляет собой систему, состоящую из двух вращающихся дисков с неуравновешенными массами. При вращении дисков возникает центробежная сила, которая может быть выражена уравнением
В зависимости от положения дисков центробежные силы будут менять свое направление, а равнодействующая их будет равна сумме, если центробежные силы действуют в одном направлении, и нулю, если в противоположных направлениях.
Таким образом, попеременное направление равнодействующих сил вибрационной машины вызывает колебание испытываемой конструкции;
Вибрационные машины в зависимости от вида конструкции и характера испытаний (с двумя, четырьмя и с большим числом дисков) отличаются своим весом и конструктивными особенностями. Разработана вибрационная установка для испытаний на усталость металлических и железобетонных конструкций в натуральную величину, развивающая нагрузку до 100 Т.
Вибрационная установка (черт. № 125) состоит из жесткой платформы, опирающейся на пружины, траверсы для крепления испытываемой конструкции, опорной стойки, центробежного вибратора, закрепленного на площадке, подвешиваемой на свободный конец испытываемой конструкции, и балластовых штучных грузов для нагрузки платформы.
Нагружение конструкции, которая является составной частью установки и рассматривается как один из упругих элементов колеблющейся системы, осуществляется при помощи центробежного вибратора, подвешиваемого на свободном конце испытываемой конструкции.
В Институте механики АН УССР разработана универсальная вибрационная испытательная установка Р-50, позволяющая проводить усталостные и вибрационные испытания в широком диапазоне частот строительных изделий и элементов конструкций при растяжении, сжатии, плоском изгибе, кручении, изгибе с кручением и т. д.
Принцип действия установки основан на возбуждении и регулировании вынужденных колебаний механических систем, используя их резонансные свойства.
Возбуждение колебаний в установке осуществляется электромагнитами четырех типов, которые питаются от специальных преобразователей, обеспечивающих регулирование частоты и амплитуды.
Для измерения основных параметров колебательного движения-частоты и амплитуды колебаний, скорости, ускорения и количества циклов нагружения при испытаниях используются электродинамические измерительные датчики, тензодатчики омического сопротивления, а также оптические методы измерений.
черт. № 124. Схема работы вибрационной машины:
а — расположение дисков при вертикальной динамической нагрузке переменного знака; б — синусоида динамической нагрузки; 1 — вертикальное усилие равно нулю; 5 — максимальное усилие направлено вверх; 3 — вертикальное усилие равно нулю; 4 -максимальное усилие направлено вниз
черт. № 125. Схема вибрационной установки:
1 — жесткая платформа; 2 — опорные пружины; 3 — траверса для закрепления испытуемой конструкции; 4 — испытуемая конструкция; 5 — опорная стойка; 6 — площадка с центробежным вибратором; 7 — балластовые грузы; 8 — катки
Установка состоит из вибростенда, выполненного в виде массивной станины с силовым полем, вертикальной плитой (силовой стенкой), передвижными колонками и верхней рамой (силовым потолком). Вибростенд оборудован сменными испытательными установками, вибростолом и установкой для испытания образцов материалов на усталость при кручении.
Электрическое оборудование установки сосредоточено в двух аппаратурных стойках, расположенных рядом с вибростендом. Управление установкой осуществляется с пульта управления. Установка позволяет проводить испытания при частотах колебаний от 15 до 400 гц.
