ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Переходные процессы и сложные колебания. Гармонический анализ из "Механика Изд.3 " Описанные здесь колебания диска на спице представляли решение довольно сложной для своего времени технической задачи. В конце прошлого века началось строительство паровых турбин, коюрые схематически можно представить как диск, насаженный на вал. С увеличепнем мощности и скорости вращения начались катастрофические разрушения. Возникали такие большие колебания, кото )ые разрушали машину. Тогда, естественно, стали делап валы жестче, прочнее, но эю не дало результатов колебания и разрушения происходили, только при более высоких оборота.х вала. Совершенно очевидно, чго так и должно было быть увеличивая жесткость вала, увеличивали частоту , и резонанс наступал при более высокой скорости вращения. Тогда было предложено правильное решение сделать пал еще тоньше, менее жестким и работать при такой скорости вращения, когда р со, Эго сделать значительно проще и дешевле, поэтому и стали поступать именно так. [c.449] Скорость вращения вала, соответствующую собственной частоте, называют критической. Теперь каждая машина рассчитывается так, чтобы при ее работе вал никогда не имел критической скорости вращения, и в инструкции по эксплуатации рекомендуется при разгоне машины проходить как можно быстрее зоны критических скоростей вращения, где возможны опасные резонансные колебания. [c.449] Нами подробно рассмотрены стационарные вынужденные колебания. При изменении амплитуды внешней силы или прн и шепе-нии ее частоты в той системе, на которую действует внешняя сила, всегда возникают собственные за-тухаюш,ие колебания. Поэтому только через некоторое время после какого-либо изменения внешней гармонической силы колебания в системе, на которую действует эта сила, будут гармоническими вначале собственные колебания, складываясь с вынужденными, дадут сложное движение, которое называется переходным процессом. [c.449] В начальный момент возникают такие собственные колебания, которые уменьшают амплитуду вынужденных когда собственные колебания затухнут, маятник будет совершать только вынужденные колебания. Переходный процесс будет продолжаться тем дольше, чем меньше затухание собственных колебаний. [c.450] Если частота одной из гармоник совпадает с собственной частотой, допустим, частота гармоники = со, то колебания, вызываемые силой /з, будут преобладать над колебаниями, вызываемыми основной гармоникой. Система, на которую действует сила /, в данном случае является резонатором — прибором, который выделяет из сложного колебания / колебания, соответствующие с частотой, примерно равной ш. [c.451] Чем острей резонансная кривая, чем меньше затухание собственных колебаний резонатора, тем ближе будут к гармоническим резонансные колебания и тем лучше резонатор выделит колебания той частоты, которая близка к его собственной. Конечно, колебания, вызываемые остальными гармониками, всегда будут присутствовать, но при малом затухании они будут очень малы. Такое избирательное свойство резонатора широко используется в целом ряде технических устройств. [c.451] Если мы имеем совокупность резонаторов с различными собственными частотами, находящихся под действием сложных сил различной частоты, то по колебаниям этих резонаторов мы можем судить о составе сложной силы, действующей на резонатор, можем анализировать сложное воздействие и выделять из него колебания определенной частоты. [c.451] Например, на перекладине А А висит целый ряд легких маятников различной длины (рис. 369). [c.451] Воздействие со стороны штанги СС раскачивает подставку с двумя частотами, которые равны собственным частотам колебаний тяжелых маятников, а вместе с подставкой будут раскачиваться подвешенные к ней маятники. Это воздействие примерно в одинаковой мере приложено ко всем маятникам, и все они колеблются с двумя частотами, но в маятнике 2 преобладают колебания низкой частоты, а в маятнике V — колебания более высокой частоты. Допустим, что мы не видели подставки ВВ, тогда на основании колебаний маятников на подставке А А могли бы сделать определенное заключение о частотах, с которыми происходят колебания штанги СС. Система маятников (резонаторов) является здесь гармоническим анализатором сложного воздействия. [c.452] Эти свойства резонаторов могут быть использованы в технических приборах, предназначенных для измерений и анализа колебаний. [c.452] Довольно наглядно можно показать действие этого прибора, если присоединить пластинку с язычками к оправе гироскопа. Если предварительно раскрученный гироскоп будет постепенно останавливаться, то можно наблюдать, как постепенно, один за другим, раскачиваются до большой амплитуды язычки. Таким же образом можно наблюдать, как падает со временем скорость вращения мотора. [c.453] Если колебание сложное, состоит из гармонических колебаний различной частоты, то прибор обнаруживает все частоты, когда они не очень близки друг к другу. [c.453] Во всех приборах такого рода основным чувствительным элементом является резонатор , собственную частоту которого можно легко изменить. [c.454] В акустике, оптике, радиотехЕШке п ряде других областей резонаторы вследствие их анализирующего действия играют огромную роль. [c.454] Вернуться к основной статье