10.14489/td.2017.07.pp.026-032

2017, 07 июль (July)

DOI: 10.14489/td.2017.07.pp.026-032

Королев А. И.
ФОТОГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД АНАЛИЗА ТРЕХМЕРНЫХ КОЛЕБАНИЙ В ВИБРОДИАГНОСТИКЕ
(c. 26-32)

Аннотация. Предлагается оптический метод анализа трехмерных колебаний при вибродиагностике макрообъектов, основанный на фотографировании. Траектории точек объекта анализа при гармоническом возбуждении колебаний представляют собой петли Лиссажу с искажениями формы и размытием. Проекции этих траекторий на интересующие плоскости изображения могут быть зарегистрированы с помощью фотосъемки. Далее можно проводить анализ амплитуды, частоты и фазы колебаний по имеющимся кадрам. В статье описана практическая реализация метода для образцов молниевых разрядников, предоставленных на виброиспытания компанией ОАО «НПО «Стример» (Санкт-Петербург).

Ключевые слова: вибродиагностика, петли Лиссажу, фотографический метод, размытое изображение.

Korolev A. I.
A PHOTOGRAPHIC METHOD OF 3D OSCILLATIONS ANALYSIS IN VIBRATION TESTING
(pp. 26-32)

Abstract. An optical method is proposed to analyze three-dimensional macroscopic oscillations in vibration diagnostics based on photographing. Trajectories of points on the surface of analyzed object under harmonic oscillations are Lissajous knots with distorted shapes and blur. Projections of these curves on the image planes of interest can be detected using photographing. Further it is possible to analyze amplitude, frequency and phase of the oscillations by obtained frames. The article describes a practical implementation of the method using lightning arrester samples provided for vibration testing by the company NPO Streamer. Oscillations were excited by the vibration shaker in vertical direction. Exciting frequency range is 5…100 Hz. Tracks of glossy marker points were observed using camera remote-controlling from PC. The tracks on photos are bright vertical line segments in the absence of transverse components of vibration acceleration. More complex track curves take place in the presence of the components, especially in resonance frequency band. There were registered ellipses, circles, figureeight loops, and their distorted variations. The analysis of track projections was carried out using wellknown theory. Additional shooting in transverse direction is needed to get 3D trajectories. Even more complex track curves may be obtained through 3D modelling.

Keywords: vibration testing, Lissajous knots, photographic method, image blur.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

А. И. Королев (ГНЦ РФ Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики, Санкт-Петербург, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

Eng

A. I. Korolev (Russian State Scientific Center for Robotics and Technical Cybernetics (RTC), St. Peterburg, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Бидерман В. Л. Теория механических колебаний. М.: Высш. шк., 1980.
2. Блехман И. И. Вибрационная механика. М.: Наука, 1994.
3. DeMatteo T. Phase analysis: Making vibration analysis easier. URL: http://www.reliableplant.com/Read/26843/phase-analysis-vibration (Дата обращения: 02.02.2017).
4. Бойкин С. Анализ Спектра и Фазы при диагностике дефекта оборудования. URL: http://blog.vibro-expert.ru/?p=869#more-869 (Дата обращения: 02.02.2017).
5. Measure Phase Difference between Two Channels: [Электронный ресурс] / Vibrasindo. URL: http://www.vibrasindo.com/blogvibrasi/detail/55/measure-phase-difference-between-two-channels (Дата обращения: 02.02.2017).
6. Савельев И. В. Курс общей физики. Т. 1. Механика. Молекулярная физика. М.: Наука, 1982. С. 201 – 204.
7. Путилов К. А. Курс физики. Т. I. Механика, акустика, молекулярная физика, термодинамика. М.: Государственное издательство физико-математической литературы, 1963. С. 228 – 232.
8. Sujatha C. Vibration and Acoustics. New Delhi: Tata McGraw-Hill Education Private Limited, 2010. P. 259 – 261.
9. Al-Khazali H. A. H., Askari M. R. Geometrical and Graphical Representations Analysis of Lissajous Figures in Rotor Dynamic System // IOSR Journal of Engineering. 2012. V. 2(5). P. 971 – 978.
10. Alsalaet J. Orbit Analysis. URL: http://www.jaafarali.info/files/orbit_analysis.pdf (Дата обращения: 02.02.2017).
11. Konieczny F. Lissajous – robust version: [Электронный ресурс]. URL: http://codepen.io/kotwgarnku/full/dMqKZG (Дата обращения: 02.02.2017).
12. Lissajousknot: [Электронный ресурс]. URL: https://en.wikipedia.org/wiki/Lissajous_knot (Дата обращения: 02.02.2017).
13. Bogle M. G. V., Hearst J. E., Jones V. F. R., Stoilov L. Lissajous knots // J. of Knot Theory and its Ramifications. 1994. V. 3. N 2. P. 121 – 140.
14. Li Z., Zhen S., Chen B. et. al. Lissajous figures in the application of microvibration measurement // Optics Communications. 2008. V. 281(18). P. 4744 – 4746.
15. Пат. РФ № 2395792. МПК G01H9/00 (2006.01). Способ измерения параметров вибрации объекта / С. П. Пронин, Е. А. Зрюмов, А. В. Юденков. опубл. 27.07. 2010.
16. Пат. РФ № 2535522. МПК G01H9/00. Способ измерения вибраций / И. И. Кочегаров, А К. Држевецкий, Н. К. Юрков, А. В. Григорьев и др. опубл. 10.12.2014. 2014.
17. 3D Lissajouscurves: [Электронный ресурс]. URL: https://www.geogebra.org/m/guBBTepf#material/nErfRD6R (Дата обращения: 02.02.2017).

Eng

1. Biderman V. L. (1980). Theory of mechanical oscillations. Moscow: Vysshaia shkola. [in Russian language]
2. Blekhman I. I. (1994). Vibration mechanics. Moscow: Nauka. [in Russian language]
3. DeMatteo T. Phase analysis: making vibration analysis easier. Available at: http://www.reliablep-lant.com/Read/26843/phase-analysis-vibration (Accessed: 02.02.2017).
4. Boikin S. (2017). Analysis of the spectrum and phase in the diagnosis of a defect in equipment. Available at: http://blog.vibro-expert.ru/?p=869#more-869 (Accessed: 02.02.2017). [in Russian language]
5. Measure phase difference between two channels. Vibrasindo. Available at: http://www.vibra sindo.com/blogvibrasi/detail/55/measure-phase-difference-between-two-channels (Accessed: 02.02.2017). [in Russian language]
6. Savel'ev I. V. (1982). Course of general physics. Vol. 1. Mechanics. Molecular physics, (pp. 201-204). Moscow: Nauka. [in Russian language]
7. Putilov K. A. (1963). Course of Physics. Vol. I. Mechanics, Acoustics, Molecular Physics, Thermodynamics. (pp. 228-232). Moscow: Gosudarstvennoe izdatel'stvo fiziko-matematicheskoi literatury. [in Russian language]
8. Sujatha C. (2010). Vibration and acoustics, (pp. 259-261). New Delhi: Tata McGraw-Hill Education Private Limited.
9. Al-Khazali H. A. H., Askari M. R. (2012). Geometrical and graphical representations analysis of Lissajous figures in rotor dynamic system. IOSR Journal of Engineering, 5(2), pp. 971 – 978. doi: 10.9790/3021-0205971978
10. Alsalaet J. Orbit analysis. Available at: http://www. jaafarali.info/files/orbit_analysis.pdf (Accessed: 02.02.2017).
11. Konieczny F. Lissajous – robust version. Available at: http://codepen.io/kotwgarnku/full/dMqKZG (Accessed: 02.02.2017).
12. Lissajousknot. Available at: https://en.wikipedia. org/wiki/Lissajous_knot (Accessed: 02.02.2017).
13. Bogle M. G. V., Hearst J. E., Jones V. F. R., Stoilov L. (1994). Lissajous knots. J. of Knot Theory and its Ramifications, 3(2), pp. 121-140. doi: 10.1142/ s0218216594000095
14. Li Z., Zhen S., Chen B. et. al. (2008). Lissajous figures in the application of micro-vibration measurement. Optics Communications, 281(18), pp. 4744-4746. doi: 10.1016/j.optcom.2008.05.049
15. Pronin S. P., Zriumov E. A., Iudenkov A. V. (2010). Method for measuring the vibration parameters of an object. Ru Patent No. 2395792. Russian Federation. [in Russian language]
16. Kochegarov I. I., Drzhevetskii A K., Iurkov N. K., Grigor'ev A. V. et al. (2014). Method for vibration measuring. Ru Patent No. 2535522. Russian Federation. [in Russian language]
17. 3D Lissajouscurves. Available at: https://www.geogebra.org/ m/guBBTepf#material/nErfRD6R (Accessed: 02.02.2017).

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

Стоимость статьи 350 руб. (в том числе НДС 18%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.

После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.

Для заказа статьи заполните форму:

Форма заказа статьи

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

The cost of a single article is 350 rubles. (including VAT 18%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.

After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.

To order articles please fill out the form below: