ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Некоторые более сложные вопросы из "Колебания Издание 3 " Свободные колебания — это хорошо известное явление. Йногда инженеры производят измерения свободных колебаний, обычно с целью получения информации относительно собственных форм и частот, а также быстроты затухания колебаний. Такие измерения производят, например, при летных испытаниях головных образцов самолетов, причем начальное возмущение создается взрывом небольших зарядов. Другой, более распространенный способ заключается в резком перемещенин рз ек управления. [c.51] Ниже мы рассмотрим колебания фабричных труб, иногда возникающие под действием ветра. Экспериментальные данные о свободных колебаниях трубы, изо-бра кенной на фото X, получены в результате измерения колебаний, вызванных действием небольших ракет, укрепленных в верхней части трубы. [c.52] В ряде случаев после затухания свободных колебаний в системе сохраняются постоянные колебания, вызванные какой-либо другой причиной. Автомобильный двигатель раскачивается при его включении или выключении. Такие колебания связаны с пуском и остановкой двигателя в процессе работы двигателя они отсутствуют (стационарными колебаниями мы займемся в следующей главе). Такие же свободные колебания могут возникать при изменениях скорости так, автомобильный двигатель мо-лчет начать раскачиваться в результате резкого увеличения скорости вращения вала. Вообще, одной из основных причин возникновения свободных колебаний машин является изменение режима их работы. Обычно, однако, эти колебания не представляют большого хтнтереса, так как вследствие демпфирования они быстро затухают. [c.52] Такая индивидуальность динамических характеристик монгет быть проиллюстрирована многими способами, например, при помощи эффектного опыта с поющей грубой . Будем держать в вертикальном положении кусок водопроводной трубы, нижний конец которой закрыт металлической сеткой. Если в течение некоторого времени нагревать сетку спиртовой горелкой, а затед эту горелку убрать, то рассматриваемое устройство начнет звучать. Это звучание не представляет собой случайный шум, а имеет вполне определенный характерный тон. Таким образо.м, труба и находящийся в ней воздух обладают некоторыми собственными вибрационными характеристиками, определяющими высоту этого тона, т. е. обладают своего рода индивидуальностью . Если мы интересуемся поведением гудящей водопроводной трубы, то необходимо исследовать эти характеристики и определить собственные формы и частоты колебаний. [c.53] Все это выглядит несколько таинственно. Дело же заключается в том, что динамическая индивидуальность системы в значительной степени определяет ее поведение при возбуждении колебаний. Механические системы ведут себя так, как если бы они стремились непрерывно совершать свободные колебания по собственным формам с соответствующими собственными частотами. В нормальных условршх это невозможно из-за наличия трения, однако при действии некоторого возбуждения колебания будут поддерживаться. Как мы увидим, здесь имеются две возможности система может либо получать возбуждение извне, либо сама обеспечивать необходимое возбуя -дение за счет стремления совершать свободные колебания с собственной частотой. [c.53] При первом чтении может показаться, что приведеи-ное описание процесса свободных колебаний достаточно сложно. Но явления в действительности могут быть еще сложнее, хотя те вопросы, которые мы еще не рассматривали, можно трактовать лишь как подробности. Вкратце рассмотрим эти иодробиостп. [c.53] Два других осложняющих фактора связаны с влиянием трения. Во-первых, при очень большом трении некоторые из приведенных выше простых результатов становятся неверными. В этом случае частоты и формы свободных колебаний заметно изменяются под действием трения, и уже нельзя считать, что они будут такими же, как п в системе без трения. Показать это на опыте нелегко, поскольку при столь сильном трении колебания быстро затухают. Это означает в свою очередь, что наблюдения произвести затруднительно, а также что необходимо углубиться в смысл понятий частота и форма колебаний для закона движения, существенно отличающегося от синусоидального. [c.55] Вернуться к основной статье