ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Определение характеристик собственных колебаний (В. И. СмысХарактеристики собственных колебаний из "Вибрации в технике Справочник Том 5 " Значение колебательной мощности в вибрационных исследованиях. Вибрационное поле сложной конструкции приходится оннсывать многомерными векторами и матрицами. По мере увеличения размерности системы эти характеристики становятся все менее наглядными и достоверными, не дают прямой и достаточно точной оценки наиболее общих, энергетических свойств вибрационного процесса. Например, нри решении задач виброзащиты стремятся минимизировать сумму средних квадратов виброскоростей в заданных точках сложной системы. Из-за резкого различия частотных характеристик (импеданса) энергетический вклад отдельных слагаемых неравномерный в отличие от однородной акустической среды, имеющей одинаковое волновое сопротивление в разных точках. Поэтому в виброакустике нельзя ограничиваться измерением средних квадратов, необходимо развивать точные методы измерения колебательной мощности [6]. Эти методы позволяют дать простую и наглядную оценку акустической мощности, излучаемой системой помогают определить утечку колебательной энергии в опоры, т. е. демпфирующие свойства опор уточнить критерии виброзащиты. Суммарный поток колебательной энергии, или активную колебательную мощность, Л/а используют для вычисления эффективных частотных характеристик, которые, несмотря на некоторую условность, являются наиболее обоснованным результатом усреднения характеристик системы в отдельных точках [2, И]. В диффузных вибрационных полях, возбуждаемых случайным шумом, потоки энергии являются основными расчетными величинами [10]. [c.326] В отличие от активной понятие реактивной колебательной мощности непосредственно не распространяется на многомерную систему [2]. [c.326] При взаимодействии сложных систем некоторые слагаемые в выражении (8) могут иметь противоположный знак, что свидетельствует о наличии обратных потоков энергии. [c.327] Выражение (6) используют для измерения потока энергии с помощью датчиков силы и скорости (рис. 13, а). На выходе каналов установлен аналоговый или цифровой перемножитель, в качестве которого могут быть использованы коррелометр или синхронный детектор. При чисто гармонических сигналах достаточны два вольтметра и фазометр, однако при этом требуются дополнительные вычисления. Необходима идентичность фазовых характеристик фильтров. [c.327] Для определения колебательной мощности при полигармонических, а также случайных процессах необходимо использовать гребенчатые фильтры или широкополосные цепи, а также качественный перемножитель, не содержащий ключевых схем. [c.327] Обычно виброизоляторы, например резииометаллические, имеют на входе и выходе крепежные пластины, т. е. более или менее значительные массы (рис. 13 б) Целесообразно определять импедансы только упругой части виброизолятора, т. е не учитывать влияние масс, для чего требуются датчики силы, встроенные в упругий слой. [c.329] Схема измерения потока энергии на входе и выходе виброизолятора (рис. 14) согласно выражениям (15) и (16) предусматривает усиление, фильтрацию и интегрирование сигналов виброускорения, и далее — расчетные операции умножения и сложения с использованием заложенных в вычислительное устройство значений импедансов. Здесь наиболее удобна цифровая аппаратура. [c.329] Понятие свободных и вынужденных колебаний введено в гл. III, V и VI тома I для линейных систем с конечным числом степеней свободы. В технике колебания упругих распределенных систем представляют колебаниями систем с конечным числом степеней свободы (и обычно решение технических задач ограничено определенным диапазоном частот). [c.330] В этой главе рассмотрены характеристики собственных колебаний (частоты, формы, обобщенные массы и декременты), которые необходимо определять экспериментальным путем и которые служат для полного описания вынужденных колебаний реальной упругой конструкции. Экспериментальное определение характеристик осуществляется главным образом в режиме гармонических колебаний при резонанс ных испытаниях с многоточечным возбуждением. Эти испытания проводят с помощью определенных методических приемов, при использовании современного многоканального оборудования. [c.330] ИЗ координат с частотой Oq,, то колебания остальных имеют определенные амплитуды. [c.331] Таким образом, собственные частоты и коэффициенты распределения амплитуд и являются теми характеристиками, которые необходимо определить экспериментально. Удобно свободные колебания системы представить суммой собственных каждое из которых является гармоническим колебанием нормальной координаты q Последнюю можно определить как координату, совершающую гармонические колебания лишь частоты Амплитуда нормального колебания определяется амплитудой колебаний (той же частоты) в одной из обобщенных координат, напри.мер q . Обычные, физические, координаты выражаются через нормальные в соответствии с (3). [c.331] Для консервативной систе.мы собственный тон характеризуется совокупностью собственной частоты, формы, и, следовательно, для каждого собственного тона может быть определена обобщенная масса а° и обобщенная исесткость с°. — (понятие собственного тона с некоторыми ограничениями распространяется на неконсервативные системы). Величина с° равна удвоенной полной энергии системы при колебаниях по /-му тону. [c.331] Исследуемая система с n степенями свободы распадается на п независимых с одной степенью свободы каждая и решениями в виде выражений (3). [c.331] Преимущества перехода к нормальным координатам консервативной системы очевидны можно анализировать колебания по каждому собственному тону независимо, а исследование колебаний сводится к простому и наглядному рассмотрению одностепенных систем. О комплексных нормальных координатах неконсервативной системы см. работу [16]. [c.331] Вернуться к основной статье