ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Резонанс из "Колебания Издание 3 " Рассмотрим синусоидальную переменную силу с некоторой определенной частотой. Если эта сила приложена к механической системе, то система будет колебаться по синусоидальному закону с той же частотой. Совпадение частот изменения силы с частотой колебательного процесса характерно для вынужденных колебаний. [c.57] Если по небольшой лодке нанести удар молотком, то это приведет к вибрациям с собственной частотой, хотя эти вибрации будут быстро затухать. Низшая собственная частота таких вибраций значительно выше частоты, с которой лодка свободно качается на волнах. К примеру с коротким ротором, показанным на фото VII, мы вернемся позже, в 3.4. [c.58] Если поддерживаются колебания с собственной частотой, то они оказываются особеипо зпачптельпыми. Если частота вынуждающей силы равна, или почти равна, собственной частоте системы, то следует ожидать интенсивных колебаний, связанных с резонансом. Отличие вынужденных колебаний, о которых упоминалось выше (в гл. I), от вынужденных резонансных колебаний определяется отношением частоты возбуждения к низшей собственной частоте системы. [c.58] Установка, показанная иа фото XI, представляет собой простую конструкцию из соединенных между собой металлических стержней, образующих модель рамного строительного каркаса. Небольшой электродвигатель, устаповленный на этой модели, вращает диск, несущий неуравновешенную массу. Если постепенно увеличивать угловую скорость электродвигателя, то будут возникать последовательно резонансы первой, второй, третьей... форм колебаний. Это может быть легко продемонстрировано проектированием тени каркаса на экран каждый резонанс сопровождается размыванием тени от соответствующей части каркаса. С точки зрения строительной техники эта конструкция чрезвычайно проста, однако даже для такой конструкции расчет собственных частот и основных форм весьма трудоемок, и становится необходимым применение больших электронных вычислительных машин в противном случав задача оказалась бы весьма громоздкой. [c.58] Вынужденные колебания могут возникать в самых разнообразных условиях. Например, вибрации кормовой части судна вызываются гидродинамическими силами, которые возникают, когда лопасти гребного винта проходят вблизи обшивки корабля. [c.59] Совершенно иной источник возбуждения пмеет место в ковшовой турбине. Такая турбина представляет собой хорошо сконструированное водяное колесо с ковшами определенной формы, расположенными по ев ободу струя воды в направлении касательной к ободу турбины (обычно с очень большой скоростью) воздействует на турбину и приводит ее во вращение, причем каждый ковш испытывает периодические удары. Если частота ударов струй или частота какой-либо из составляющих этой далеко не синусоидальной силы совпадает с собственной частотой ковша, то могут возникнуть интенсивные вибрации, грозящие разрушением. Один или два раза такие сл5т аи имели место в действительности. [c.59] Резонансные колебания являются одной из причин поломки лопаток турбомашин, где в установившемся режиме движения каждая лопатка проходит какое-нибудь определенное положение через точно установленные промежутки времени. Если, например, лопасть гидротурбины получает повторяющиеся через определенные интервалы времени импульсы, то в результате резонанса лопасть может сломаться. [c.59] На рис. 24 приведен график, полученный по данным стендовых резонансных испытаний. По горизонтальной оси отложена частота возбуждения, а по вертикальной оси — амплитуда колебаний каждый пик па графике соответствует совпадению частоты возбуждения с собственной частотой конструкции. [c.60] Имеется много других способов использования резонанса, кроме резонансных испытаний, причем большинство таких способов значительно проще резонансных испытаний. Например, виброгрохот монтируется на пружинах, подбором которых обеспечивается его резонансное состояние. [c.61] Подводя итог сказанному выше, отметим, что переменная сила возбуждает колебания той же частоты. В случае совпадения этой частоты с собственной частотой наступает резонанс и колебания становятся интенсивными. Детальное изучение явления (особенно, если исследуемая система имеет две или более близкие собственные частоты) мо кет оказаться весьма сложным. [c.61] Вернуться к основной статье