Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...

Статьи Чертежи Таблицы О сайте Реклама
Рассмотрим вынужденные поперечные колебания упругих трехслойных стержней под действием гармонических резонансных нагрузок, т. е. нагрузок, частота которых совпадает с одной из собственных частот колебаний системы. Начальные условия движения принимаем нулевыми, что не уменьшает общности решений, но делает выкладки менее громоздкими.

ПОИСК



Резонансные воздействия равномерно распределенных нагрузок

из "Механика слоистых вязкоупругопластичных элементов конструкций "

Рассмотрим вынужденные поперечные колебания упругих трехслойных стержней под действием гармонических резонансных нагрузок, т. е. нагрузок, частота которых совпадает с одной из собственных частот колебаний системы. Начальные условия движения принимаем нулевыми, что не уменьшает общности решений, но делает выкладки менее громоздкими. [c.253]
Для четных m соответствующие параметры нагрузки qm t) — 0. [c.253]
Следовательно, поперечные колебания трехслойного стержня под действием резонансной нагрузки (5.41) описываются перемещениями (5.42), в которых функция времени mi t) и константы интегрирования определяются выражениями (5.45), (5.46). [c.254]
Еще раз следует подчеркнуть, что ложный резонанс наблюдается не всегда, а для определенного вида внешних нагрузок — в данном случае для поверхностной нагрузки, равномерно распределенной по всей длине трехслойного стержня со сжимаемым заполнителем. Подобное явление для однородных стержней отмечалось в работе [221], для трехслойных стержней с несжимаемым заполнителем — [54. [c.254]
Численный счет здесь и далее в этом параграфе проводился для рассмотренного трехслойного стержня единичной длины, слои которого набраны из материалов Д16Т-фторопласт-Д16Т. Относительные толщины слоев принимались равными hi — 0,01, /i2 = 0,05, с = 0,09. Амплитуда интенсивности поверхностной нагрузки до = 6,4 10 Па, если иное не оговорено. Первые четыре частоты свободных колебаний, соответствующие индексу г = 1, следующие Шт = 845, 2606, 5420, 8955 с . Для второй и четвертой из них должен наблюдаться ложный резонанс. [c.255]
На рисунках 5.30, 5.31 построены графики изменения прогиба х — 1/2) и продольного перемещения щ х — I) в зависимости от времени t при совпадении частоты внешней равномерно распределенной нагрузки с собственными частотами трехслойного стержня Ши — 845 с и о з1 = 5420 с соответственно. Амплитуда резонансных колебаний нарастает во всех случаях, однако с ростом частоты нарастание амплитуды замедляется примерно в 25 раз. Здесь интенсивность поверхностной нагрузки — = 300 Па. Количество колебаний на принятом интервале времени велико, поэтому процесс колебаний на рис. 5.30 неразличим. [c.255]
Если частота возмущающей силы совпадает со второй собственной частотой J21 = 2606 с то наблюдается процесс вынужденных колебаний рассматриваемого трехслойного стержня без нарастания амплитуды (рис. 5.33), т. е. имеем ложный резонанс. [c.256]
Далее рассмотрим несколько примеров локального резонансного воздействия на трехслойный стержень. Для удобства аналитической записи нагрузки по-прежнему воспользуемся функцией Хевисайда Hq x). Основная наша задача —определить коэффициенты Ет, так как уравнение (5.44), его решение (5.45) и константы интегрирования Amij Bmi (5.46) сохраняют свой вид. [c.256]
Таким образом, если длина участка 6, на который действует равномерно распределенная нагрузка (5.47), удовлетворяет условию (5.49), то резонансная составляющая решения (5.45) будет нулевой, так как соответствующий коэффициент Ет — 0. Нарастание амплитуды колебаний отсутствует. [c.257]
На рис. 5.34 приведены перемещения первого несущего слоя при t = 1св зависимости от длины Ь пятна распределенной резонансной нагрузки, частота которой ши — 845 с а —в центре стержня [х = 0,5), б — щ в концевом сечении х = I). С увеличением нагрузки перемещения нелинейно возрастают. [c.257]
Перемещения вдоль оси стержня при резонансе по частоте ии и длинах пятна нагрузки Ь = 0,25 0,5 0,75 1 (номера кривых соответственно возрастают) в момент t = 1 с приведены на рис. 5.35. [c.257]
Этот эффект изменения формы колебаний при резонансе по частоте (jJ2i = 2606 с подтверждают и графики на рисунках 5.37, 5.38. [c.258]
На рис. 5.38 показано изменение перемещений в первом слое стержня вдоль его оси в различные моменты времени 1 —t = = 2с, 2 —t = 9с при длине пятна нагрузки 6 = 0,5. Здесь также отчетливо проявляется одно узловое сечение у прогибов и два — у продольных перемещений. [c.259]
Графики прогибов (рис. 5.41 а) и продольных перемещений (рис. 5.41 б) первого слоя, взятые в различные моменты времени 1 — t = с, 2 — i = 10 , показывают изменение перемещений вдоль оси стержня при длине пятна нагрузки 6 = 0,5. Здесь также отчетливо проявляются два узловых сечения у прогибов и три — у продольных перемещений. [c.260]
Подобная картина поведения перемещений наблюдается и при резонансной нагрузке, распределенной по всей поверхности первого слоя стержня (6 = 1). [c.260]
Таким образом, если длина участка (6 — а) или же (6 + а), на который действует равномерно распределенная нагрузка (5.50), удовлетворяет условию (5.52), то резонансная составляющая решения (5.45) будет нулевой, так как соответствующий коэффициент = 0. Нарастание амплитуды резонансных колебаний отсутствует. [c.261]
На рис. 5.42 а приведен график изменения прогиба w [х = = //2), на рис. 5.42 б продольного перемещения щ [х = I) внешнего несущего слоя в зависимости от места расположения левого края а пятна нагрузки [Ь — а = 0,25). Здесь принята резонансная частота внешней возмущающей нагрузки шц = 845 с , момент времени —t = 1 с. Максимумы перемещений наблюдаются при пятне нагрузки, расположенном в центральной части стержня (а = 0,375). [c.261]
На рис. 5.44 а приведен график изменения прогиба, на рис. 5.44 6 продольного перемещения внешнего несущего слоя вдоль оси стержня в зависимости от места расположения левого края пятна резонансной нагрузки [Ь — а = 0,25) 1 — а = О, 2 — а — 0,25, 3 — а — 0,5, 4 а — 0,75. Резонанс происходит по частоте о П) время действия нагрузки t = 1 с. [c.261]


Вернуться к основной статье

© 2025 Mash-xxl.info Реклама на сайте