Механические Колебания продольные

Демпфирующим свойствам материалов посвящена большая литература. Отметим литературные источники, в которых приводится библиография по этому вопросу Пановко Я- Г, Внутреннее трение при колебаниях упругих систем. — М. Физматгиз, 1960 Писаренко Г. С. Рассеяние энергии при механических колебаниях. — Киев Наукова думка, 1962 Писаренко Г. С., Яковлев А. П., Матвеев В. В. Вибропоглощающие свойства конструкционных материалов (справочник). Киев Наукова думка, 1971. Помимо основных понятий о демпфирующих свойствах материалов обсуждены основные методы определения характеристик рассеяния энергии при продольных, крутильных и изгибных колебаниях (энергетический, термический, статической петли гистерезиса, динамической петли гистерезиса, кривой резонанса, фазовый, резонансной частоты, затухающих колебаний, нарастающих резонансных колебаний) и приведена информация о демпфирующих свойствах многих материалов. [c.68]

Сформированный таким образом сигнал проходит через блок 6, осуществляющий дополнительную энергетическую коррекцию уровня результирующего сигнала, который усиливается усилителем 7 мощности и поступает на вибростенд 8. Датчики 10 устанавливают на объект 9 в трех взаимно перпендикулярных плоскостях для исследования как продольных, так и поперечных крутильных колебаний элементов объекта. В датчиках 10 механические колебания преобразуются в электрические и через согласующие усилители поступают в анализатор 12. С помощью анализатора 12 выявляются гармонические составляющие, появляющиеся в элементах объекта, и исследуются резонансные свойства объекта. Результирующие АЧХ объекта по трем коор- [c.327]

На фиг. 12 показана схема простейшей конструкции для сварки пластмасс ультразвуком. Основной узел машины — вибратор 1, изготовленный из пермендюра и охлаждаемый водой. Вибратор преобразует ток высокой частоты, получаемый от ультразвукового генератора, в механические колебания, которые передаются на волновод 2, являющийся одновременно усилителем — концентратором механических продольных колебаний. Конец волновода 2 служит рабочим органом. [c.203]

Для определения динамической жесткости при крутильных-или продольных колебаниях необходимо располагать возбудителем соответствующих механических колебаний, силоизмерительным приспособлением (динамометром крутящих моментов или продольных усилий) и прибором, измеряющим перемещение в точке возбуждения. Возбуждение колебаний производится на необходимом диапазоне частот для каждой частоты измеряется силовая амплитуда и амплитуда перемещения. Отношение этих амплитуд будет представлять динамическую жесткость, которая является функцией частоты возбуждения. [c.407]

Другой перспективный метод интенсификации теплоотдачи к газу основан на использовании механически возбуждаемых продольных колебаний. Несмотря на значительное количество проведенных исследований, еще существует расхождение во взглядах на меха- [c.427]

При этом сам инструмент, который подводит к полимерному стержню продольные механические колебания У 3-частоты, остается холодным, что способствует быстрому охлаждению размягченного материала головки. То, что после достижения температуры текучести тепловыделение в головке заклепки прекращается, является важным преимуществом УЗ-клепки, поскольку благодаря этому предотвращается термическое разложение материала заклепки. [c.185]

Если стержень выполнен из магнитострикционного материала, т. е. способен деформироваться под действием магнитного поля переменного электрического тока, то колебательная система продольных колебаний масс может быть сведена к электромеханической колебательной системе с двумя степенями свободы, причем одна из них механическая, а другая —электрическая. Механические колебания воздействуют на электрические колебания в контуре. С другой стороны, электрические колебания будут действовать на механические. Таким образом, колебания различных степеней свободы взаимодействуют, образуя связанную колебательную систему. [c.29]

Эта система громоздка, неудобна и чрезвычайно невыгодна энергетически. Электрические колебания при помощи вибраторов преобразовываются в продольные механические эти продольные колебания в концентраторах превращаются в те же колебания большей амплитуды наконец, последние преобразовываются в крутильные. Так как к.п.д. каждого из этих преобразований отнюдь не равен единице, то полный к.п.д. всей системы оказывается очень малым. [c.289]

Любое тело, совершающее механические колебания, частота которых лежит в указанном диапазоне, является источником звука. Так, например, колеблющаяся струна, мембрана, пластинка п т. п. вызывают продольные колебания в окружающей среде. Источником звука может быть и не твердое тело, а газообразное или жидкое, например паровозный свисток, органная труба, голосовой аппарат человека, водопроводный кран (его пение ) и т. п. Здесь источником звука являются колебания газа или жидкости, заключенных в определенном объеме или протекающих по некоторым каналам. Источник звука, вызывая вблизи себя определенные колебания плотности (или давления), вызывает такие же колебания плотности частиц окружающей среды, распространяющиеся в виде волн, вообще говоря, во все стороны. [c.503]

Магнитострикционные излучатели и приёмники. Простейший магнитострикционный излучатель — это стержень, изготовленный из металла, обладающего магнитострикцией на этот стержень надевается катушка. Когда по обмотке катушки пропускается переменный ток, в ней возникает переменное магнитное поле, и стержень в такт с колебаниями тока периодически сжимается и расширяется, т. е. совершает механические колебания преимущественно в продольном направлении ). Торец стержня при таких колебаниях излучает звуковые или ультразвуковые волны. [c.183]

Ультразвуковой станок состоит из двух узлов лампового генератора и механической части станка. Электрические колебания генератора преобразуются в механические колебания в акустических головках (рис. 333), использующих эффект продольной маг- [c.361]

Продольные механические колебания очищают поверхность металла, вследствие трения разогревают поверхностные слои под наконечником (электродом) и в зоне соприкосновения деталей. [c.372]

Ультразвуковые колебания превращаются прн помощи специального преобразователя 7 в продольные механические колебания, передаваемые волноводу 2. Продольные колебания выступа 3 волновода, выполняющего функции одного из электродов, вызывают силы трения в свариваемых деталях 4, в результате этого развиваются пластические деформации, приводящие к образованию кристаллов в пограничной зоне соединяемых деталей и к их сварке. Сварка происходит без расплавления металла при незначительном его нагреве (при сварке медных сплавов до 600° С, алюминиевых до 400° С и т. д.). В настоящее время наиболее часто ультразвуком металлы соединяют внахлестку точечным или линейным (непрерывным) швом. Возможно также применение ультразвука для соединения неметаллических материалов, например, пластмасс [c.12]

Сварка ультразвуком — один из новых промышленных способов соединения полимерных материалов, основанный на нагреве контактирующих поверхностей до температуры размягчения в результате превращения энергии колебаний ультразвуковой частоты (более 20 ООО гц) в тепловую энергию. Механические колебания ультразвуковой частоты и давление на контактируемые поверхности действуют по одной линии, перпендикулярно соединяемым поверхностям (рис. 179, а) [41, 44, 45]. Соединяемые детали 3 зажимаются усилием Р между концом инструмента 2 и пассивным (ненастроенным) отражателем 4. Сварка происходит в момент подачи тока высокой частоты на обмотку вибратора / возникающие в последнем продольные высокочастотные механические колебания передаются через конец инструмента материалу. [c.209]

Шум, воспринимаемый ухом человека, является совокупностью звуковых волн. Каждая звуковая волна представляет собой продольные механические колебания, испускаемые колеблющимся телом — источником звука и сопровождающиеся изменением давления воздуха. Рассмотрим абсолютно твердое тело — пластину, которая вибрирует (перемещается вправо и влево). При перемещении вправо частицы воздуха, расположенные около пластины, также сдвигаются вправо. Воздух сжимается. Это давление передается соседним слоям. Образуется вол- [c.873]

Дисперсионные кривые для всех типов волн, распространяющихся вдоль оси анизотропии ферромагнетика в магнитостатическом приближении изображены на рис. 14.4. Видно, что в данном случае имеется четыре дисперсионные ветви, что и следовало ожидать в соответствии с общими представлениями о связанных волнах. Ветвь I отвечает невзаимодействующей со спиновой системой продольной звуковой волне, а ветвь 3 — поперечной магнитоупругой волне с правой круговой поляризацией, слабо взаимодействующей со спиновой волной. Кривые 2 и 4 при к>кд отвечают взаимодействующим поперечной магнитоупругой волне с левой круговой поляризацией и спиновой волне. При как ситуация меняется на обратную — ветвь 2 соответствует спиновой волне, а ветвь 4 — звуковой. Волны 2 и часто называют связанными магнитоупругими волнами. Подчеркнем еще раз, что каждая из распространяющихся волн характеризуется при этом как упругими смещениями, так и магнитными моментами, причем, как следует из (3.2), доля магнитной части в упругой волне и доля механической части в спиновой особенно значительны (одного порядка) при со , (й)-- сО( (й), т. е. в области магнитоакустического резонанса. Таким образом, возбуждение звука с помощью магнитных колебаний и, наоборот, спиновых волн посредством механических колебаний наиболее эффективно при со (й) со, (й). Частот магнитоакустического резонанса, очевидно, две. Одна из них, низшая, практически совпадает с со(0) и для типичных параметров, используемых в эксперименте, составляет - 10 ГГц. Вторая частота лежит в области частот, близких к предельным частотам колебаний кристаллической решетки. Таким образом, явление магнитоакустического резонанса может быть использовано для генерации гиперзвука. [c.377]

Влияние ультразвука на жидкий металл. Механическую волну, частота которой превышает 20 тыс. Гц, называют ультразвуком. Ультразвуковые волны распространяются в жидком металле в виде продольных волн, бегущих в неограниченном пространстве, или стоячих волн, распространяющихся в ограниченном объеме. В этой среде под действием ультразвуковых колебаний возникают области разрежения и сжатия. При этом все частицы среды, попадающие в волновое движение, совершают равномерно ускоренное колебательное движение с определенной скоростью вокруг положения равновесия. Если при механических колебаниях ускорение частиц превышает в десятки раз ускорение силы тяжести, то при ультразвуковых колебаниях это превышение составляет сотни тысяч раз. [c.38]

Механизм потери продольной устойчивости. Конструкция ракеты представляет собой упругую механическую систему, в которой нод действием возмущающих сил возникают разнообразные формы механических колебаний. При решении задачи продольной устойчивости ракет определяющую роль играют продольные колебания корпуса. При реализации этих форм колебаний ракета деформируется вдоль продольной оси. На рис. 3 показаны схема ракеты и распределение вдоль ее оси значений коэффициента одной из возможных форм продольных колебаний. (Под коэффициентом формы колебаний произвольного сечения принято понимать безразмерное число, равное отношению смещения сечения относительно положения равновесия к смещению некоторого фиксированного сечения, например носка изделия.) При реализации изображенной на рис. 3, б формы колебаний носовая и хвостовая части ракеты движутся в противоположные стороны. Что же касается направления движения днищ баков первой ступени, то они в рассматриваемом случае совпадают. Переменная составляющая ускорений нижних точек топливоподающих трактов и днищ баков, возникающая при продольных колебаниях корпуса, вызывает периодическое изменение давления компонентов на входе в двигатель. Это приводит к колебанию тяги двигателей, приложенной к корпусу. Если динамические свойства топливоподающих трактов и двигателя таковы, что всякий раз, когда конструкция ракеты сживается, тяга двигателя возрастает (а при растяжении падает), то за период колебаний будет совершаться положительная работа. [c.7]

Система уравнений математической модели продольных механических колебаний ракеты имеет, таким образом, следующий вид [c.15]

Остановимся на этом вопросе подробнее. Потеря устойчивости двигателя приводит к возникновению так называемых регуляторных автоколебаний, которые можно наблюдать при стендовых испытаниях ЖРД [16]. Амплитуда регуляторных автоколебаний в значительной мере зависит от того, как далеко от границы устойчивости расположен рассматриваемый режим работы двигателя. Вблизи границы устойчивости амплитуды автоколебаний малы и могут не приводить к нарушениям нормального функционирования двигателя при его стендовых испытаниях. Более того, в тех случаях, когда амплитуды автоколебаний имеют значения того же порядка, что и уровень шума, выявление самого факта их существования требует специального анализа экспериментальных данных. Переход от стендовых условий работы ЖРД к условиям работы в составе ракеты сопровождается появлением дополнительной обратной связи, обусловленной механическими колебаниями корпуса. Пусть собственная частота корпуса ракеты V и оо в течение времени полета не совпадают. Это значит, что потеря продольной устойчивости на собственной частоте трубопровода, близкой к (Оо, не наблюдается. [c.55]

Уравнения колебаний жидкости в ускоренно движущихся трубах. Потеря продольной устойчивости ракеты сопровождается механическими колебаниями трубопроводов. Абсолютную скорость жидкости в трубе удобно в связи с этим представлять в виде суммы двух составляющих относительной (относительно стенок трубы) и переносной, обусловленной перемещением трубы. В свою очередь перемещение трубы складывается из ее движения как целого и деформации ее осевой линии. Для того чтобы существенно уменьшить этот вид деформации, в трубопроводах предусматриваются специальные элементы [95] — сильфоны. Последнее позволяет в рассматриваемом классе задач пренебречь деформацией осевой линии трубопровода и рассматривать его движение как движение некоторого жесткого тела . [c.77]

Из сопоставления уравнений (1.8.49) — (1.8.54) с уравнениями (1.4.33) — (1.4.35), описывающими динамику несжимаемой жидкости в топливоподающем трубопроводе, содержащем сосредоточенную упругость, видно, что они имеют идентичную структуру. Роль собственной частоты колебаний жидкости в трубопроводе в уравнении (1.8.49) играет о, равное собственной частоте механических колебаний системы, состоящей из массы т и упругости е. Физическое содержание полученного результата очевидно если частота колебаний корпуса совпадает с го, то в системе, состоящей из массы трубопровода и упругости опоры, возникает механический резонанс, в результате которого малым амплитудам колебания корпуса будут соответствовать большие амплитуды продольных механи- [c.107]

Построение границ устойчивости. Опишем теперь алгоритм построения границ продольной устойчивости, учитывающей совместное влияние нескольких тонов продольных механических колебаний, детальное описание динамики сложных топливоподающих трактов ракет и дополнительных факторов (рассмотренных в этом разделе)—усилий, приложенных к узлам крепления трубопроводов, и упругую деформацию этих опор. Границы устойчивости будут строиться методом )-разбиения в координатах текущее время полета — затухание механических колебаний в конструкции корпуса (Д). [c.108]

При малых значениях Аг, характерных для корпусов ракет, коэффициенты усиления механических колебаний резко падают вне области резонансных частот, что препятствует потере устойчивости. Это приводит к тому, что потеря продольной устойчивости всегда возникает на частоте, лежащей вблизи одной из резонансных чач -тот. Границы устойчивости, описываемые уравнениями (1.8.64), распадаются в связи с этим на п отдельных кривых, каждая из которых соответствует вполне определенному тону механических колебаний. Последнее позволяет говорить об устойчивости конкретного тона механических колебаний корпуса независимо от того, учитывается или нет взаимное влияние тонов. [c.111]

Проиллюстрируем применение критерия Найквиста исследованием продольной устойчивости в постановке задачи, рассмотренной в разд. 1.4. Осуществим размыкание замкнутого контура по координате бг. Входной координатой 621 в этом случае будет амплитуда механических колебаний 62, стоящая в правой части уравнения (1.4.33), описывающего динамику трубопровода, а выходной координатой 622 — амплитуда колебаний Ьг в уравнении (1.4.32). [c.116]

Вплоть до этого места конкретный вид зависимости г от времени несущественен. Дальнейшее решение задачи о колебаниях корпуса можно было бы осуществить, используя тот же метод припасовки решений, упрощающие предположения и приемы, что и в разд. 2.5 и 2.7. Единственное отличие при построении решения в рассматриваемом случае от приведенного в разд. 2.7 связано с тем, что механические колебания насоса вдоль продольной оси корпуса несколько отличаются от гармонического закона, поскольку их вид определяется дифференциальным уравнением (2.8.5). [c.195]

Для приема необходимо наложенное магнитное поле. Применяется такое же устройство, как при излучении. При импульсном эхо-методе различные исследователи уже предлагали применить одно и то же устройство и для излучения, и для приема — по аналогии с использованием одного совмещенного пьезоэлектрического искателя. Если элемент объема (IV (см. рис. 8.6 или 8.7) движется под действием силы в магнитном поле В, то в нем течет вихревой ток плотностью g, который индуцирует в наложенной катушке некоторое напряжение. Направлением магнитного поля по аналогии с излучением задается и прием продольных или поперечных волн. Индуцированное напряжение имеет ту же частоту, что и механическое колебание. [c.176]

Для контроля металлов посредством определения их поверхностных механических свойств применяют акустические твердомеры. Основной принцип, реализуемый при рассматриваемом подходе, заключается в наблюдении за реакцией диагностического щупа, приводимого в соприкосновение с контролируемой поверхностью. Реакция обусловлена механическим (в частности акустическим), электромагнитным или электрохимическим взаимодействием щупа с объектом контроля. Механические характеристики определяют на основе регистрации изменения резонансных частот механических колебаний стержня после приведения его в контакт с контролируемой поверхностью при задании определенного усилия прижима, что обеспечивается конструкцией щупа. Используя колебания разных типов (продольные, изгибные, крутильные), можно определить, кроме числа твердости, степень анизотропии поверхностных слоев материала, которая в частности содержит информацию о величине внутренних напряжений в материале. В настоящее время методики развиты применительно к шероховатым поверхностям, что позволяет проводить измерения при минимальной подготовке контролируемой поверхности или вообще без нее. Основу этого обеспечивает статистическая обработка данных, получаемых в близких, но различных точках. Установлена устойчивая статистическая связь между дисперсией приращений при многократном повторении измерений и параметрами шероховатости. [c.27]

К третьим относятся сплавы с высокой магнитостракцией (системы Fe—Pt, Fe—Со, Р е—А1). Изменения линейного размера А/// образцов материалов при продольной магнитострикцин, как видно из рис. 9-16, положительны и лежат в пределах (40—120)-10 . В качестве магнитострикционных материалов применяются также чистый никель (см. рис. 9-4), обладающий большой отрицательной ыагнитострикцией, никель-кобальтовые сплавы, некоторые марки пермаллоев и различные ферриты (стр. 288). Явление магнито-стрикции используется в генераторах звуковых и ультразвуковых колебаний. Магнитострикционные вибраторы применяются в технологических установках по обработке ультразвуком хрупких и твердых материалов, в дефектоскопах, а также в устройствах преобразования механических колебаний в электрические и т. п. [c.283]

Возбуждение продольных колебаний стержней осуществляют электромагнитными, электродинамическими, пьезоэлектрическими или электростатическими возбудителями колебаний. Возбудитель колебаний устанавливают около одного конца стержня, на другом его конце располагают обратный преобразователь, преобразующий механические колебания стержня в электрические — датчик частоты колебаний и амплитуды вибросмещения. На резонансе при совпадении частоты возбуждающей силы с частотой собственных колебаний стержня благодаря высокой добротности колебательной системы амплитуда вибросмещения резко возрастает. Это обстоятельство используют для определения резонансных частот. [c.136]

В поперечных сеченнях стержня, где расположены силовые шпангоуты баков и двигателя, на оси стержня помещены механические осцилляторы. Эти осцилляторы при продольных колебаниях стержня имитируют осесимметричные колебания жидкости в упругих баках н механические колебания двигателя. Собственная частота колебаний s-ro осциллятора равна собственной частоте s-ro тона колебаний жидкости в упругом баке. Массу осциллятора выбирают такой, чтобы сумма масс всех осцилляторов была равна массе жидкости в баке. [c.501]

В настоящее время освоен процесс пайки алюминия и его сплавов без флюсов при помощи ультразвукового паяльника УП-21 (рис. 47). Стержень паяльника нагревается, как обычно, спиралью и получцет продольные колебания ультразвуковой частоты, создаваемые катушкой возбуждения, которая питается от лампового генератора. Преобразование переменного магнитного поля, создаваемого катушкой, в механические колебания стержня осуществляется посредством магнитострикционного вибратора. [c.101]

На вяешнее трение на границе раздела деталей, как на возможный источник тепла при ультразвуковой сварке, обращалось внимание и в более ранних работах [10], где показано, что угол падения волны на границу раздела пластмассы отличается от прямого, в результате чего в этом месте возникают продольные и поперечные волны причем как продольные, так и поперечные волны образуются и в первой, и во второй среде, однако находятся в противофазе. Возникающие продольные колебания вызывают интенсивное поверхностное трение на границе раздела свариваемых деталей, что приводит к быстрому разогреву пластмассы в этом месте и переходу ее в размягченное состояние. Образовавшаяся мягкая прослойка снижает коэффициент механического трения, однако, сама является средой, интенсивно поглощающей ультразвуковые механические колебания, что вызывает еще больший разогрев границы раздела пластмасс. [c.57]

Если амплитуды продольных механических колебаний днища баков и трубопровгода различны, то колебания корпуса сопровождаются периодическим изменением длины и объема сильфона 6 (сл1. рис. 1. 12). Это приводит к тому, что, строго говоря, скорость жидкости на выходе из бака и в начале трубопровода не равны друг другу. Так как это различие в скорости при верхнем расположении компенсирующего сильфона не оказывает существенного влияния на продольную устойчивость, в настоящем разделе оно учитываться не будет (несколько ниже этот вопрос будет подробно рассмот-рен). [c.38]

Усилия, действующие на узлы крепления топливоподающего тракта. Если топливоподающий тракт исключен из модели механических колебаний корпуса и рассматривается в (Качестве самостоятельного звена, как это уже было принято во втором разделе, то его следует заменить соответствующими силами, приложенными к узлам крепления. Проекции этих сил на продольную ось ракеты входят при подобном подходе в правые части уравнений (1.2.1) или эквивалентных им уравнений (1.2.8) в качестве внещних возмущений (80, 89]. [c.95]

Учет деформации узлов крепления трубопроводов. Силы, приложенные к узлам крепления трубопровода, вызывают их деформацию, что приводит к дополнительному смещению соответствующих участков труб. Величина этого смещения зависит от упругости узла крепления. Учет упругости узла крепления можно осущест-Еить, рассматривая ее то ли в качестве элемента математической модели механических колебаний ракеты, то ли в качестве дополнительного звена динамической модели трубопровода. Последний подход, как правило, более удобен, и мы его будем придерживаться. Обозначим сечение трубопровода, в котором он сочленяется опорой, индексом /. Примем, что перемещение опоры происходит вдоль продольной оси ракеты. [c.105]

Применение ультразвука для пайки основано на свойстве упругих механических колебаний ультразвуковой частоты при прохождении через жидкости вызывать в них явление кавитации. Под действием ультразвуковых колебаний, излучаемых магнитострикто-ром, в жидкости образуются продольные волны, вызывающие попеременно то сжатие ее, то расширение. При расширении, если гидростатическое давление упадет до упругости пара или ниже, жидкость окажется растянутой и в ней образуются разрывы или кавитационные пузырьки. Под действием давления при изменении фазы колебания, а также сил поверхностного натяжения разрывы захлопываются. В момент захлопывания пузырьков местные давления в жидкости достигают сотен атмосфер, что вызывает образование сильных ударных волн, под действием которых происходит разрушение твердых тел. Разрушение происходит тем интенсивнее, чем плотнее жидкость, в которой создается кавитация. [c.72]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...