В статье рассматривается возможность измерения резонансных частот моделей гидротехнических сооружений из пластика акрилонитрилбутадиенстирола. Генерации волн в гидродинамическом лотке производится за счет движения кулисы и магнита к ней прикрепленного, находящимися за пределами лотка. Модели выполнены из термопласта, что позволяет преобразовывать электрический сигнал в механическое движение. Данный эффект при наложении постоянных электрических напряжений способствует незначительному изменению размеров и деформаций и используется в испытаниях с определением электромеханического отклика. Это возможно благодаря построенной системе измерений, состоящей из компьютера в режиме осциллографа, регистрирующий колебания модели, двухкаскадного микрофонного усилителя переменного тока, коаксиальных проводов, электродов, улавливающих на поверхности материала модели слабое переменное электромагнитное поле. Испытаны две модели откосно-ступенчатой и сквозной стены. Сравнение вычисленных и полученных при испытаниях длина и высота волн, показывает близкие значения, разница не превышает 8 %. Экспериментально зафиксированы амплитуды, превышающие фоновые значения в 2,5–3 и более раз, что свидетельствует о резонансе. Резонансными частотами для моделей являются значения, кратные частотам волн — гармоникам, входящими в частотный спектр. Приближенными методами Рэлея-Ритца определены основные собственной частоты моделей. Отмечено, что измеренные и вычисленные значения резонансных частот колебаний моделей, не превышающие 4–8 %. Подтверждена эффективность использования лабораторного стенда с целью определения резонансных частот.
The article considers the possibility of measuring the resonant frequencies of models of hydraulic structures made of plastic acrylonitrile butadiene styrene. The generation of waves in the hydrodynamic tray is carried out due to the movement of the magnet, attached to the curtain rod outside the tray. The models are made of thermoplastic, which makes it possible to convert an electrical signal into mechanical motion. This effect, when applied to constant electrical voltages, contributes to a slight change in size and deformation and is used in tests to determine the electromechanical response. This is possible thanks to a built-in measurement system consisting of an oscilloscope computer that registers model vibrations, a two-stage AC microphone amplifier, coaxial wires, and electrodes that detect a weak alternating electromagnetic field on the surface of the model material. Two models of a slope-stepped and through-wall have been tested. A comparison of the wavelengths and heights calculated and obtained during the tests shows similar values, the difference does not exceed 8 %. Amplitudes exceeding the background values by 2,5–3 times or more have been experimentally recorded, which indicates resonance. The resonant frequencies for the models are multiples of the frequencies of harmonic waves included in the frequency spectrum. The basic natural frequencies of the models are determined using approximate Rayleigh-Ritz methods. It is noted that the measured and calculated values of the resonant oscillation frequencies of the models do not exceed 4–8 %. The effectiveness of using a laboratory bench to determine resonant frequencies has been confirmed.