Колебания конструкции

В предыдущих разделах размеры элементов конструкций заданной надежности определяли в предположении, что силами инерции при определении напряжений можно пренебречь. В данном разделе эта задача решается для варианта случайных колебаний конструкций с учетом возникающих сил инерции. Предлагаемая ниже методика применима для различных типов элементов конструкций, размеры сечений которых определяются одним параметром (стержни, пластины, оболочки с постоянным сечением, либо переменным, но зависящим от одного параметра). [c.67]

А1 и 0,5—1,5 % Zn, а также 0,15—0,5 % Мп, имеют невысокий модуль упругости (Е = 43 ООО МПа) и вследствие этого хорошие демпфирующие свойства (гасят колебания конструкции). Однако эти сплавы обладают невысокой коррозионной стойкостью, и для ее повышения отливки оксидируют, покрывают лаками. [c.18]

Статическими называют нагрузки, которые прикладываются к телу, постепенно возрастая от нуля до своей конечной величины и оставаясь в дальнейшем практически постоянными. При действии таких нагрузок колебания конструкции и ее частей незначительны. [c.123]

Расчет колебаний конструкций. [c.58]

Н. М. Крылов и Н. Н. Боголюбов, Исследование явлений резонанса при поперечных колебаниях стержней, находящихся под воздействием периодических нормальных сил, приложенных к одному из концов стержня, Исследование колебаний конструкций, Сборник статей, ОНТИ, 1935. [c.318]

Виброустойчивость — способность работать в заданном диапазоне режимов без возникновения недопустимых колебаний конструкции. [c.325]

Задачи взаимодействия стержней с внешним или внутренним потоком воздуха или жидкости, как правило, неконсервативные, поэтому возможны неустойчивые режимы колебаний, которые надо определить и по возможности от них отстроиться. На рис. В. 16 показана конструкция (мачта), которая обтекается потоком воздуха. При определенных скоростях потока появляются (из-за срыва потока) вихри Кармана, которые создают возмущающие периодические силы, перпендикулярные направлению потока. При возникновении колебаний стержня частота срывов вихрей синхронизируется с частотой (например, первой частотой) колебаний конструкции, что может привести к недопустимо большим амплитудам. Аналогичные задачи возникают при расчете стержней, показанных на рис. В.17, В.18. На рис. В.17 показана за- [c.8]

Изложение теории расчета. Как уже было сказано, на этот вопрос остается 2 часа, за которые надо вывести формулу для определения динамического коэффициента (коэффициента удара) и решить две-три задачи. Вывод достаточно элементарен и, полагаем, со всеми комментариями должен занять не более 15 минут. Необходимо достаточно обстоятельно изложить все предпосылки приближенной теории, чтобы учащийся получил ясное представление о принятых допущениях. Не следует давать вывод для случая растягивающего удара, логичнее рассматривать любую упругую систему, на которую падает груз. Условно эту систему можно изобразить в виде пружины динамическое и статическое перемещения следует обозначать буквами Я, б, Д с соответствующими индексами. В частных случаях в зависимости от конкретной задачи эти обозначения могут быть заменены на / или V при изгибе, ф — при кручении. Полезно упомянуть о возникновении колебаний конструкции в результате удара и их последующем затухании. [c.203]

Виброграф, служащий для записи колебаний конструкций, устроен таким образом, что груз Р, подвешенный на пружине [c.229]

Виброметр состоит из стальной полосы и груза Я = =0,1 кГ, который может передвигаться вдоль полосы. Нижний конец полосы защемлен в раме прибора. Для записи колебаний виброметр прикрепляется к вибрирующей конструкции, а груз закрепляется на таком расстоянии / от нижнего конца полосы, чтобы полоса с грузом начал а сильно вибрировать вместе с конструкцией. Определить частоту колебаний конструкции, если /=20 см. Размеры" сечения полосы Ь=5 см, h—0,3 см, =2,2-10° кГ см . [c.230]

Прибор, служащий для измерения частоты собственных колебаний конструкций, состоит из ряда тонких стальных полос, защемленных нижними концами. На концах полос прикреплены грузики такой величины, что при одинаковой длине полос и поперечном сечении частоты соседних пластинок разнятся на 0,5 кол сек. Определить число колебаний в секунду вибрирующей конструкции, если замечено, что полоса № 4 начинает сильно вибрировать. Дан- [c.230]

Момент Ми усиливает переменную нагрузку на опоры вращающегося звена и вибрацию всей системы. При большой частоте вращения силы инерции достигают значительных числовых значений и нередко превосходят внешние силы. Это особенно опасно в тех случаях, когда частота вибрации, вызванная силами инерции, совпадает с частотой собственных колебаний конструкции, т. е. при наличии резонанса. [c.188]

Распространение вибраций от места их возникновения в механизме к наружным поверхностям происходит по корпусу главным образом за счет изгибных колебаний конструкций (в тех случаях, когда длина изгибной волны значительно больше толщины колеблющейся детали). Одновременно по конструкции распространяются и продольные волны, длины которых соизмеримы с линейными размерами конструкций. Обычно эти волны возникают в области высоких частот потому, что распространение продольных звуковых волн в твердых телах происходит с высокими скоростями. [c.126]

Колебания конструкции вентилятора являются причиной возникновения механического шума, который обычно имеет ударный характер (удары шариков и роликов по обойме в подшипниках качения, стуки в зазорах, удары в редукторе, приводе и т. п.). Плохая балансировка, вызывающая неуравновешенность вращающихся масс, часто вызывает вибрации. Наличие люфтов, плохое крепление деталей, недостаточная жесткость конструкции усиливают удары и вибрации. В некоторых случаях механические колебания возникают из-за пульсации давления при обтекании потоком воздуха отдельных элементов вентиляционной системы. Спектр этого шума занимает довольно широкую полосу частот в их числе много высокочастотных составляющих. [c.177]

В предыдущих двух главах рассматривались волны и колебания конструкций, состоящих из распределенных масс и податливостей (жесткостей), без учета демпфирования — важного параметра, характеризующего затухание волн и колебаний. Этот параметр обусловлен внутренним и внешним трением, излучением и другими причинами, вызывающими убывание акустической энергии в рассматриваемой конструкции. Во многих случаях эффекты потерь пренебрежимо малы, по в некоторых случаях пренебрежение ими ведет к большим ошибкам в расчетах. Так, амплитуда вынужденных колебаний на резонансной частоте существенно зависит от потерь (см. рис. 3.14). Так же сильно зависят от потерь и отклики произвольной колебательной системы на кратковременные нагрузки. Вследствие демпфирования часть энергии колеблющейся конструкции превращается в тепло и предоставленные самим себе колебания затухают со временем. Аналогичная картина наблюдается и при распространении волны в среде. Из-за внутренних потерь часть энергии волны идет на нагревание среды и амплитуда волнового движения уменьшается с расстоянием по мере распространения волны. [c.207]

Сравним колебания конструкции в симметричных точках, координаты которых связаны преобразованием симметрии = Т г. Допустим, что колебательное поле конструкции характеризуется скалярной функцией Р (например, скалярным потенциалом). Поскольку при симметричном преобразовании Г, вектора г в вектор Tj сама конструкция не изменилась (при этом вектор [c.245]

Докажем теперь утверждение, имеющее важное практическое значение указанные N типов колебаний конструкции независимы друг от друга. Для доказательства достаточно показать, что колебания разных типов ортогональны. [c.247]

Из этого выражения непосредственно следует, что для п ф т интеграл (7.44) равен пулю, т. е. что формы колебаний конструкций различных типов ортогональны (независимы). [c.247]

Аналогично вышеизложенному могут быть найдены различные тины колебаний конструкций с другими видами симметрии. Так, для конструкции, имеющей плоскость зеркальной симметрии, совпадающую с плоскостью yz, преобразование симметрии имеет вид [c.248]

Вторая глава посвящена теоретическому и экспериментальному определению частотного диапазона применимости предлагаемых методов расчета элементов машиностроительных конструкций, в частности стержней и амортизаторов. Приводится необходимая для расчета вынужденных колебаний конструкций экспериментальная информация о демпфирующих свойствах балок с антивибрационными покрытиями, о потерях энергии при колебаниях в разъемных соединениях и амортизаторах. Анализируются результаты экспериментальных исследований жесткости амортизаторов в области частот 0,01—10 Гц и различной асимметрии цикла нагружения. Делается попытка оценить предельную виброизоляцию резинометаллических амортизаторов. [c.5]

Таким образом, антивибрационное покрытие тонкостенных сварных балок на частотах балочных форм колебаний увеличивает логарифмический декремент колебаний конструкций до значений [c.78]

Влияние амортизаторов на колебания конструкции исследовались на сварной тонкостенной балке двутаврового сечения длиной 240 см, высотой 41 см и общей массой порядка 600 кг. Измерялись уровни и формы резонансных колебаний свободной балки и закрепленной на двух, трех и пяти амортизаторах арочного типа. Входная жесткость амортизатора на частотах, меньших 100 Гц, составляет 2-10 кгс/см, поэтому низшие резонансные частоты колебаний балки как твердого тела на жесткостях амортизаторов не превышали 30 Гц. [c.91]

По частоте собственных колебаний резонирующих пластинок определяют частоту колебаний конструкции. [c.309]

РАСЧЕТ СОБСТВЕННЫХ ЧАСТОТ КОЛЕБАНИЙ КОНСТРУКЦИЙ ДВИГАТЕЛЕЙ [c.205]

Следует иметь в виду, что эффект от применения средств вибро-демпфирования может быть получен только в области резонансных колебаний конструкций. [c.441]

Особенностью технического предложения и эскизного проекта является то, что они должны разрабатываться на несколько вариантов решений машины и сопровождаться всесторонним технико-экономическим обоснованием, причем должны быть приведены доводы как положительные, так и отрицательные. В новых разработках на стадии эскизного проекта целесообразно делать предварительный динамический анализ тех мест машины, которые вызывают опасения в отношении возникновения нежелательных амплитудно-частотных характеристик. В дальнейшем, на стадии рабочего проекта, уточненные расчеты обычно вызывают не столь ощутимые поправки. Тем не менее знание частот собственных колебаний конструкций и частот возникающих вынужденных колебаний позволяет своевременно учесть их в конструкции. При разработке вариантов эскизного проекта, сравнении технико-экономических показателей следует учитывать возможные результаты экспериментальных работ, которые могут дать и неблагоприятные данные. Сравнение вариантов нужно производить с учетом того, что даже вариант, основанный на отработанной идее, обеспечивающий большую унификацию, может быть предельным в будущем параметры такой машины улучшить уже нельзя. В то же время вариант, использующий новую идею, может быть и более дорогостоящий, даст возможность получить более высокие параметры, т. е. окажется перспективным. [c.36]

Частоту вращения установленной на конструкцию вибрационной машины увеличивают ступенями. Продолжительность действия каждой ступени назначают так, чтобы за это время колебания конструкции приняли установившийся характер. Число и величину ступеней выбирают с таким расчетом, чтобы по замеряемым амплитудам и расходу энергии можно было получить кривую их изменения. [c.335]

Другой важной задачей, вытекающей из уравнений (3.54), является вычисление собственных частот и форм колебаний конструкций, необходимых для отстройки от резонансных частот, оценки характеристик конструкционного демпфирования и, как будет показано ниже, для выбора оптимального шага по времени в прямых методах интегрирования уравнений движения. [c.107]

Вычисление собственных значений. Полагая в уравнениях (3.54) отсутствующими демпфирование и внешние нагрузки, переходим тем самым к уравнениям МКЭ собственных колебаний конструкций [c.107]

Приведенные примеры, разумеется, не исчерпывают всех особенностей применения МКЭ для расчета собственных колебаний конструкций и служат в основном иллюстрацией выбранного метода решения частной проблемы собственных значений. [c.112]

Ключевой задачей спектральных методов является определение, как это изложено выше, частот о>,- и форм [м],- собственных колебаний конструкций. [c.113]

ДИМ лишь для оптимального выбора шага интегрирования по времени, обеспечивающего устойчивость вычислительной процедуры при минимальных затратах машинного времени на ЭВМ. Поскольку шаг по времени At должен быть выбран в этом случае в соответствии с наименьшим периодом собственных колебаний конструкции Гц и составлять не более 0,1 для точного предсказания динамического отклика, а учитываемые в расчетах фазы сильного сотрясения изменяются от нескольких секунд до десятка минут, прямые методы оказываются чрезвычайно трудоемкими. Поэтому эти методы целесообразно использовать для анализа отклика конструкций жестким возмущениям ударного типа и в тех случаях, когда необходим уточненный анализ отклика, если предварительное использование спектральных динамических или квазистатических методов приводит к консервативным результатам по смещениям или напряженным состояниям. К преимуществам методов прямого интегрирования следует отнести, помимо высокой точности, возможность учета начальной нагружен-ности конструкций и исследование в связи с этим нелинейного отклика конструкций. [c.186]

Спектральные динамические методы (3.69), (3.70) оказываются эффективными лишь в тех случаях, когда внешние воздействия имеют низкочастотный спектр, характерный для сейсмических воздействий, т. е. когда основная энергия возмущения поглощается низшими формами колебаний конструкций и можно ограничиться в указанных соотношениях первыми р < уравнениями и их решениями. Выбор необходимого р удерживаемых в разложении форм и частот собственных колебаний в большинстве случаев может быть выполнен в соответствии с характером нагружения конструкций. Однако для сложных конструкций этот выбор может оказаться затруднительным из-за несоответствия номера формы энергии, необходимой для ее возбуждения. [c.186]

Преимуществом квазистатических методов является возможность их применения в тех случаях, когда единственной информацией о сейсмическом воздействии является заданный коэффициент сейсмичности. Вместо спектров действия (6.1) используются при этом нормативные спектры с множителем, равным коэффициенту сейсмичности Кс, заданному на основе информации об интенсивности землетрясения и других параметров сейсмической активности региона, геологических особенностях площадки, типе конструкции, требуемых показателях надежности [4]. Сейсмические нагрузки, соответствующие г-му тону колебаний конструкции, определяются затем в соответствии со строительными нормами из следующего выражения [c.188]

Возбуждения кинематического ударного типа Й,озникают при резких изменениях скорости движения источника ( 1апример, при посадке самолета, запуске ракеты, наезде колеса автомобиля на глубокую выбоину, при пере<50пряжении зубьев зубчатых колес и т. [I.). Часто эти явления сопровождаются возникновением колебаний конструкций источника и возбуждением вибрационных воздействий. [c.271]

Если при нагружении возникают колебания конструкции со зна> чнтельными ускорениями, то нагрузка называется динамической. Динамические нагрузки подразделяются на ударные и безударные. [c.174]

К задачам динамики в сопротивлении материалов относят расчеты при заданных ускорениях (расчеты с учетом сил инерции), расчеты на действие ударной нагрузки и расчеты при колебаниях конструкций. Здесь рассмотрены лишь простейшие примеры, относящиеся к L, jj.BbiM двум категориям расчетов. [c.353]

Потери в конструкциях. Выше говорилось о потерях в материалах и в отдельных однородных упругих элементах. Рассмотрим теперь потери в конструкциях, которые составлены из многих элементов, изготовленных из различных материалов. Очевидно, что общие потери в конструкции складываются из потерь в ее составных элементах. Однако вклад этих элементарных потерь в общие потери различен и существенным образом зависит от формы колебаний конструкции в целол1. Так, потери машины, установленной на амортизаторы, зависят от того, насколько близко к пучностям или узлам собственной формы колебаний машины расположены амортизаторы. Потери в простейшей конструкции — однородном стержне — зависят от того, совершает он из-гибные, продольные или крутильные колебания. На одной и той же частоте потери этих трех форм движения различны, так как обусловлены разными физическими механизмами демпфирования. Для расчета общих потерь в конструкции, таким образом, требуется знать не только потери в отдельных ее элементах, но и форму колебаний всей конструкции. Ниже приводятся примеры расчета потерь в двух типичных составных машинных конструкциях и обсуждаются полученные результаты. Такие расчеты необходимы при проектировании машинных конструкций с оптимальными демпфирующими свойствами. [c.218]

Возбуждение колебаний специальными вибраторами позволяет проводить исследования во всем частотном диапазоне, а не только на собственных частотах. При этом можно получать динамические жесткости и податливости, демпфирующие характеристики и формы колебаний конструкции на резонансных частотах. Измерение форм колебаний многорезонансных систем выполняется с помощью нескольких одновременно работающих вибраторов, согласованных по фазе. [c.145]

Модели и натурные конструкции могут испытываться на амортизаторах или упругих связях. При этом связи желательно устанавливать в узлах исследуемых форм колебаний. Необходимо контролировать потоки энергии, проходящие через связи и амортизаторы в фундамент или прилегающие конструкции, особенно при измерении демпфирующей способности системы. Уходящую через связи энергию можно оценивать по работе сил, действующих в местах присоединения связей, для чего необходимо предварительно измерить динамическую жесткость присоединяемых конструкций в указанных точках. Измерение амплитудно-частотных характеристик и форм колебаний конструкций с малыми коэффициентами поглощения требует достаточно точного поддержания частоты возбуждения, что может осуществляться генераторами с цифровыми частотомерами. При изменении частоты на = 8/а /2/7с в окрестности резонансной частоты / амплитуда колебаний изменяется на 30% (см. 1.3). Чтобы поддерживать амплитуду колебаний с точностью +30%, частота не должна изменяться больше чем на 8/о /2/л. Измерение вибраций невращающихся деталей осуществляется с помощью пьезокерамических акселерометров с чувствительностью 0,02—1 B/g. Акселерометр ввинчивается в резьбовое отверстие в конструкции или приклеивается. В случае необходимости получить информацию о колебаниях конструкции в большом числе точек (например, при анализе форм) датчик последовательно приклеивается в этих точках пластилином. При исследованиях вибраций механизмов, когда необходимо получить синхронную информацию с нескольких десятков датчиков, сигналы записываются на магнитную ленту многоканального магнитографа. Датчики делятся на группы так, чтобы число датчиков в группе соответствовало числу каналов магнитографа, а один из датчиков, служащий опорным для измерения фазы между каналами, входит во все группы. [c.147]

U практике стендовых испытаний на виброустойчивость наибольшее применение находит прямой способ определения частоты собственных колебаний конструкций, который заключается в выявлении резонанса и фиксировании частоты возмущающих колебаний. Однако этот способ несовершенен, так как из-за демпфирующих свойств конструкции резонансная. частота элементов может отличаться от частоты возбуждения вибрации возможно также появление параметрических резонансов кроме того, на высоких частотах амплитуды колебаний имеют малые значения, и выявить резонансы прямыми методами трудно. Тем не менее, несмотря на малые амплитуды колебаний, механические напряжения в опасных местах крепления элементов или в самих элементах при резонансе могут значительно превьшшть предел выносливости и привести к выводу аппаратуры из строя. Однако некоторые элементы конструкции, например защитные кожухи, могут испытывать очень большие перегрузки при резонансах и в то же время резонансные эффекты этих элементов не нарушают работоспособность аппаратуры. Вследствие этого возникают определенные трудности при выявлении резонансных эффектов и результатов их действия на аппаратуру при испытаниях на виброустойчивость. [c.285]

Оптимальный шаг по времени At в этих методах выбирается обычно как часть периода Т собственных колебаний конструкций — At/T < 0,1, где в качестве Т выбирается самый короткий период этих колебаний. Надлежащим выбором 7 и /3 в методе Ньюмарка п в в методе Вилсона можно управлять величиной схемной вязкости. Так, в методе Ньюмарка [c.114]

Для исследования динамического (сейсмического) отклика конструкций АЭС в этом случае могут быть использованы как обычные применяемые методы в динамике (спектральные, прямое интегрирование уравнений движения (3.54) во времени), рассмотренные выше 4, гл. 3, так и более простые и менее трудоемкие, применяемые непосредственно в асейсмическом проектировании, методы эквивалентной квазистатической нагрузки. Последние также относятся к спектральным методам, поскольку основаны на рассмотрении спектра собственных колебаний конструкций, однако в отличие от динамических спектральных методов в них используются вместо акселерограмм так называемые спектры действия [1]. [c.185]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...