Крутильные колебания цилиндра

В гл. 1 описан метод вывода уравнения крутильных колебаний цилиндров на основе уравнений теории упругости, позволяющий проследить влияние различных факторов на характер собственных колебаний цилиндров. Кроме того, приводится наглядный элементарный вывод уравнений крутильных колебаний однородного и неоднородного цилиндров. В последующих главах, в которых рассмотрены крутильные колебания цилиндрических вибраторов (гл. 2), волноводных систем (гл. 3) и опорных изоляторов (гл. 4), приводятся решения однородного уравнения для крутильных вибраторов и неоднородных уравнений для конкретных форм стержневых крутильных волноводов и крутильных опорных изоляторов (дисков). [c.290]

Крутильные колебания цилиндров ограниченных размеров [c.290]

Крутильные преобразователи представляют собой цилиндрические стержни резонансной длины (обычно Якр/2), Можно выделить два основных способа возбуждения крутильных колебаний цилиндров [c.295]

Вязкость исследуемых расплавов измерялась методом крутильных колебаний цилиндра, заполненного исследуемым веществом, а плотность — дилатометрическим методом. Схемы установок и методы расчета вязкости и плотности описаны в [12]. На этих экснериментальных установках были измерены вязкость и плотность расплавов 19 составов в интервале температур от температуры плавления до 1300° К. Максимальная погрешность измерения составляла 3,3% для вязкости и 0,4% для плотности. Полученные экспериментальные данные по вязкости расплавов описывались уравнением [c.40]

При возбуждении крутильных колебаний цилиндра, погруженного в жидкость, движение его поверхности вызывает в жидкости появление сдвиговых волн, затухающих, однако, практически до нуля уже на расстоянии нескольких сотых миллиметра от поверхности. Поэтому найти поглощение этих волн по данным их распространения не представляется возможным. Однако реакция жидкости на колеблющийся цилиндр приводит к увеличению сопротивления потерь по сравнению с колебаниями в вакууме и к уменьшению резонансной частоты. Мэзон [3498, 3501, 3503] показал, что путем измерения этих электрических величин можно определить коэффициент вязкости т] данной жидкости. [c.306]

Особенностью машин с упругими преобразователями является наличие связанных продольных и крутильных колебаний элементов системы. В крутильных колебаниях участвуют массы возбудителя, рычажной системы и цилиндра. Продольные колебания совершают преобразователь, образец, динамометр и детали силового замыкания. Поскольку частоты и амплитуды продольных колебаний невелики, массы элементов, участвующих в этих колебаниях, можно не учитывать [7]. Для удобства анализа и расчетов представим динамическую систему машины в виде системы, совершающей крутильные колебания (рис. 92), заменив продольные и изгибные жесткости элементов. эквивалентными значениями жесткостей при кручении. На рис. 92 ii — момент инерции преобразователя is —момент инерции рычажной систе- [c.151]

С увеличением числа цилиндров в ряду быстро возрастает число перестановок. Это значительно облегчает выбор наиболее целесообразного расположения кривошипов [184], которое определяется не только уравновешиванием момента инерционных сил, но и учетом последовательности зажигания, имеющего решающее влияние на величину крутильных колебаний и на нагрузку [c.142]

Крутильные колебания поддерживаются периодически изменяющимися моментами, которые, с одной стороны, вызываются давлением газов в цилиндре, а с другой стороны, —силами инерции движущихся масс кривошипного механизма. Период изменения этих сил равен 2л у двухтактных двигателей и 4я у четырехтактных. [c.303]

Критические обороты крутильных колебаний наблюдаются не только у дизельных двигателей, но и у быстроходных паровых ма-щин и компрессоров. При критическом числе оборотов возникают дополнительные напряжения как в вале, так и во всем кривошипном механизме, и, кроме того, дополнительные нагрузки передаются на фундамент и на раму машины. Поэтому работа на критическом числе оборотов весьма нежелательна. Если вал был запроектирован и выполнен так, что критическое число оборотов проявляется в пределах эксплуатационного числа оборотов, то имеется сравнительно мало простых мер, при помощи которых можно этот дефект ослабить или устранить. Так, например, изменением величины противовесов (увеличением или уменьшением их) на кривошипах или изменением диаметра части вала между кривошипом и маховиком можно существенно повлиять на значения критических чисел оборотов. Влияние побочных гармоник моментов можно снизить еще при проектировании, либо изменением порядка зажигания, либо соответствующим расположением кривошипов, либо правильным подбором угла между рядами цилиндров у двигателей типа V, W, X. [c.316]

Моменты от сил давления газов в цилиндрах двигателя или компрессора (главные возбудители крутильных колебаний) [c.336]

Это позволяет производить оценку нагруженности по одному валу, например полуоси. На реализации первичного вала видны крутильные колебания, пропорциональные частоте вспышек в цилиндрах двигателя, однако за счет неупругих сопротивлений они гасятся и до полуосей не доходят. [c.103]

На рис. 1.50 изображена схема аппарата для исследования фреттинга по методу крутильных колебаний кольцевых обойм, контактирующих по плоским торцевым граням [81]. Обоймы прижимаются друг к другу калиброванной пружиной. Каждая обойма прикреплена к жесткому рычагу, центральный рычаг прикреплен к вибрирующей арматуре усталостной машины, а два других рычага закреплены неподвижно. Имеется устройство для обнаружения начала проскальзывания соприкасающихся обойм. Две полоски из пружинной стали I и 2 впаяны в неглубокие пазы на соприкасающихся гранях обойм. Одна полоска несет цилиндр 4, другая — цилиндры 5 и 5. Два вертикальных цилиндра 7 и S зажимаются между ними. На цилиндре 7 закреплено зеркальце 6. [c.75]

Было бы интересно проследить за систематичностью экспериментальной логики Кулона, однако за отсутствием здесь для этого места, а также потому, что мемуар Кулона легко получить в библиотеках, ограничимся сведением всех данных в табл. 35. В эту таблицу включен также эксперимент № 13, в котором длина латунной проволоки 7 с подвешенным свинцовым цилиндром, весом 2 фунта, была увеличена в 4 раза, с 9 парижских дюймов до 36 (97,45 см), с целью изучить влияние изменения длины на крутильные колебания. При обсуждении эксперимента № 13 Кулон вновь отмечает, что он провел много аналогичных опытов, в точности подтверждающих полученные результаты, и поэтому он не видит необходимости включать их в свой трактат. [c.232]

В 1784 г. Кулон издал свой мемуар о кручении. Перейдем к рассмотрению его содержания. Кулон определяет жесткость при кручении для проволоки, наблюдая крутильные колебания подвешенного на ней металлического цилиндра (рис. 30, а) ). Полагая, что момент, противодействующий скручиванию проволоки, пропорционален углу закручивания <р, он приходит к дифференциальному уравнению [c.67]

В 6.3 аналогично рассмотрена стационарная контактная задача теории упругости Р2 о возбуждении жестким бандажом крутильных колебаний в круговом бесконечном цилиндре. В цилиндре задано периодическое изменение механических свойств вдоль оси, в поперечном направлении эти свойства не изменяются. Отрезок волновода, соответствующий минимальному периоду изменения свойств, также может состоять из любого количества однородных областей (конечных цилиндров) с различными механическими параметрами. Здесь также построено интегральное уравнение задачи и показано, что на интервалах запирания волновода ядро интегрального уравнения действительнозначно. [c.20]

Zn+i + kL, п = О, I,..., т — , к = 0,1,..., оо) имеют соответственно модули сдвига Оп и плотности р , а Zn+ - Zn = In- При этом L = = Zm — zq — период изменения механических свойств цилиндра вдоль продольной координаты 2 влево и вправо соответственно от точек = = -Zq и Z = Zq. Далее пусть на поверхности а< го, г = R закреплен бандаж, который совершает крутильные колебания вокруг оси г под действием момента Mq = (см. рис. 6.5 на стр. 237). [c.27]

Были проведены расчеты собственных чисел операторов типа для некоторых значений безразмерных параметров волноводов Gj — = Gj/Go, p j = pj/po, l j = Ij/k (i 0, l,...,m - 1). Ha рисунках 6.6-6.14 приведены графики функции f Q) (fi < 5) для аналогичной задачи о крутильных колебаниях кругового цилиндра, рассмотренной в 6.3. Здесь они будут выглядеть схожим образом, с той лишь разницей, что график функции f fl) в окрестности 0 = 0 равен единице. [c.230]

Рассмотрим осесимметричную стационарную контактную задачу теории упругости Р2 о возбуждении жестким бандажом крутильных колебаний в круговом бесконечном цилиндре (см. рис. 6.5). В цилиндре задано периодическое изменение механических свойств вдоль оси, в поперечном направлении эти свойства не изменяются. Отрезок волновода, соответствующий минимальному периоду изменения свойств, может состоять из любого количества однородных областей (конечных цилиндров) с различными механическими параметрами. [c.237]

Использование естественной анизотропии пьезокристаллов для получения крутильных колебаний показано на рис. 3 [12] и рис. 4 [6]. На рис. 3 показан кварцевый цилиндр, вырезанный вдоль кристаллографической оси X, на поверхности которого нанесены обкладки а и 6, соединенные попарно и сдвинутые на угол 45° относительно кристаллографических осей Г и Приложение к обкладкам а и 6 электрических потенциалов противоположной полярности создает в кристалле противоположно направленные электрические поля, ориентированные вдоль оси Г, что вызывает деформацию сдвига и закручивание цилиндра. [c.295]

Чисто крутильные колебания, как уже отмечалось в предыдущей главе, возможны лишь в достаточно тонком цилиндре. Между тем в применяемых на практике цилиндрических крутильных преобразователях условие [c.298]

Нужно только не забывать, что уравнение (48) выведено в предположении, что при колебаниях стержня его сечения поворачиваются как целое, не искажаясь. В крутильных концентраторах это условие может нарушаться, так как могут возникнуть колебания сложной формы, для которых уравнение (48) неприменимо. Как следует из изложенного в гл. 1, даже для однородного стержня волновое уравнение для гармонических волн в случае искажения сечений будет суш ественно сложнее, чем уравнение (48) [см. выражение (16)]. Однако при практических расчетах все же можно применять уравнение (48), имея в виду, что в выполненном в материале концентраторе при его возбуждении принципиально можно ожидать возникновения сложных крутильных колебаний (типа колебаний с узловыми цилиндрами). [c.307]

Номинальные напряжения определяются в опасных сечениях колена, где напряжение увеличивается вследствие влияния надрезов, например, на фиг. 74 в сечении /—/ (выход смазочного отверстия), в сечении II—И (переход шатунной шейки в щеку) и в сечении III—///. Коренные шейки нагружены меньше и обычно имеют размеры больше, чем шатунные шейки поэтому коренные шейки проверяют лишь в исключительных случаях (например, если на валу сидит шкив, передающий большое тяговое усилие). У тихоходных машин с числом колен не более четырех решающим является обычно изгибающее напряжение, возникающее при максимальном давлении в цилиндре у быстроходных многоцилиндровых машин решающим является напряжение кручения от крутильных колебаний. [c.559]

Кривошипно-шатунный механизм двигателя ЯАЗ-206 имеет коленчатый вал, устанавливаемый на семи коренных подшипниках. Шесть кривошипов вала расположены под углом 60°. К шкиву коленчатого вала прикреплены два гасителя крутильных колебаний. Другие детали механизма имеют устройство, как на двигателе ЯАЗ-204, отличное лишь количеством цилиндров. [c.27]

Благодаря этому центробежный маятник действует как динамический гаситель, самонастраивающийся в точности на все скорости. Вращательные импульсы в двигателе имеют периодичность вспышек в цилиндрах, т. е. действуют с частотой крутильных колебаний, пропорциональной угловой скорости машины Ык= со, где к — по- [c.294]

Конструкция. Коленчатые валы в зависимости от размеров выполняются цельноковаными или составными, соединяемыми на фланцах. Выбор расположения колен зависит от ряда условий, а именно числа цилиндров, необходимой степени неравномерности, возможно полного уравновешивания, характера рабочего процесса и от данных расчета коленчатого вала на крутильные колебания. [c.41]

Задача динамики для двухслойного изотропного толстостенного цилиндра, находящегося в условиях плоской деформации, описана в работе Карлсона и Болла [143]. Аналогичные задачи для ортотропных двухслойных цилиндров представлены в работах Ахмеда [4] (радиальные колебания) и Субраманяна [272] (радиальные и крутильные колебания). [c.246]

При таком уравновешивании увеличиваются вес машины и нагрузка на подшипники (увеличивается центробежная сила) и уменьшается критическое число оборотов крутильных колебаний. Поэтому оно не всегда является целесообразным и применяется обычно только в транспортных двигателях. При полном уравновешивании вращаюшихся масс можно уравновесить действие первой гармоники компонентов сил на ось цилиндра, применяя устройство, изображенное на фиг. 50. Однако при этом добавляется переменный момент центробежной силы —roj2(m + mi) [c.134]

Изменение порядка зажигания в ряде случаев приводит к значительному ослаблению отдельных резонансов. Изменение порядка зажигания вследствие изменения фазовых углов, т. е. направления векторов, отражается на векторной сумме УИ2а не всех, а только некоторых гармоник. При этом если для одних гармоник сила резонанса уменьшается, то для других она возрастает. Количество различных возможных порядков зажигания зависит от схемы двигателя. С увеличением числа колен и цилиндров оно становится очень большим. Однако необходимость соблюдения уравновешенности двигателя, стремление не перегружать опорные подшипники, требование равномерности питания цилиндров двигателя смесью и технологические ограничения в выборе формы коленчатого вала — все это уменьшает число порядков зажигания, благоприятных в смысле свободы системы от сильных крутильных колебаний. [c.392]

В переходных режимах возникают колебания ротора турбоагрегата, состоящего из соединенных между собой роторов турбогенератора и турбины. Эти колебания вызываются внезапно приложенным к ротору генератора переменным крутящим электромагнитным моментом. При этом возникают крутильные колебания вало-провода турбоагрегата и соизмеримые с ними по перемещениям и напряжениям из-гибно-крутильные колебания наиболее длинных лопаток последних ступеней цилиндра низкого давления турбины. Запасы прочности вала турбогенератора при этих коле- [c.520]

Осевое знакопеременное нагружение образца осуществляется с помощью упругих трансформаторов, преобразующих крутильные колебания в продольные перемещения [40]. Высокочастотная нагрузка создается закручиванием упругого трансформатора кривошипным возбудителем динамических перемещений 3 (рис. 2.10), который обладает способностью плавного регулирования эксцентриситета в процессе работы и приводится во вращение асинхронным электродвигателем 4 через рычаг 9 внутренних цилиндров 7 и 5 упругого преобразователя, расположенного в корпусе 8 на опорах 44 и 15. Многослойная диафрагма 12, обладающая возможностью свободного осевого смещения, воспринимает создаваемый крутяпщй момент и обусловливает тем самым продольное [c.41]

Нужно, наконец, упомянуть и о весьма обширном мемуаре Вертгейма о кручении ). Он подвергнул испытаниям цилиндры круглого и эллиптического сечений и призмы прямоугольного сечения, а в некоторых случаях также и трубчатые образцы. Материалами были сталь, железо, стекло, древесина. Из этих испытаний Вертгейм вновь пришел к заключению, что коэффициент поперечного укорочения (коэффициент Пуассона) равен не 1/4, а ближе к 1/3. Измеряя внутренний объем труб, подвергнутых кручению, Вертгейм нашел, что он ухменьшается с увеличением угла кручения (как это и должно быть, если учесть, что лродольные волокна принимают форму винтовых линий). Обсуждая результаты опытов по кручению брусьев эллиптического и прямоугольного профилей, Вертгейм, не зная о теории Сен-Венана, приходит, однако, в своих выводах к хорошему совпадению с этой теорией. Вместо теории Сен-Венана он применяет неудовлетворительную формулу Коши (см. стр. 135), вводя в нее поправочный коэффициент. Исследуя крутильные колебания, Вертгейм обратил внимание на то, что при малых амплитудах частота колебаний получается выше и что при весьма малых напряжениях величина модуля упругости может оказаться более пысокой, чем при больших напряжениях. [c.267]

О, 1,..., 00) имеют соответственно модули сдвига Gn и плотность рп, а Zn+i — Zn — In, при этом L — Zm - Zq — период изменения механических свойств цилиндра вдоль продольной координаты г влево и вправо соответственно от точек z = —zq и z — zq. Далее пусть на поверхности z а < zq, г = R закреплен бандаж, который соверщает крутильные колебания вокруг оси z под действием момента Mq = = [c.237]

K. Впервые кручение рассмотрел, по-видимому, Ш. Кулоп (1736 1806) в связи с известными исследованиями по статическому электричеству. В весах, с помощью которых Кулон измерял силы взаимодействия электрических зарядов, в качестве чувствительного элемента использовалась работающая на кручение проволока, жесткость которой определялась по крутильным колебаниям подвешенного на ней металлического цилиндра. Результаты этих исследований были опубликованы в 1784 г. [c.149]

Использование керамики титаната бария для получения крутильных колебаний показано на рис. 5 [7]. На обкладки с, (1 подаются поляриззлю-щие напряжения одного знака, а на обкладки е, / — противоположного знака. Если теперь подать на обкладки а и Ь переменное напряжение, то в цилиндре возбуждаются крутильные колебания относительно его продольной оси. [c.296]

Исследования обнаружили, что резонансные частоты крутильных и продольных колебаний смещены относительно расчетных (16 и 25 кгц) и составляют соответственно 12 и 27 кгц. Это смещение резонансных частот стального цилиндра по отношению к расчетным объясняется тем обстоятельством, что к нему приклеен цилиндр из титаната бария. При возбуждении крутильных колебаний наблюдаются также многорезонансные [c.300]

При работе двигателя коленчатый вал испытывает переменные нагрузки, под действием которых в нем возникают крутильные колебания. Частота внешних сил, действующих на кривошипы коленчатого вала, зависит от угловой скорости вала и числа цилиндров двигателя. При совпадении частоты внешних сил с периодом собственных колебаний вала наступает резонанс, приводящий к интенсивному износу некоторых деталей, а иногда и к поломке коленчатого вала. Угловая скорость коленчатого вала, при которой происходит резонанс, называется критической. Чтобы избел ать резонанса, коленчатым валам придается возможно большая жесткость и тем самым повышается критическая угловая скорость. Однако избежать резонанса во всем диапазоне эксплуатационных угловых скоростей вала не всегда возможно. Для гашения крутильных колебаний на коленчатых валах некоторых автомобильных двигателей устанавливают гасители (демпферы) крутильных колебаний. Их принцип действия заключается в том, что энер- [c.37]

Верхняя кривая записана главным пером торсиографа, регистрирующим крутильные колебания переднего конца вала. Мелкие зубчики этой кривой характеризуют крутильные колебания, а каждая крупная волна характеризует циклы, соответствующие двум оборотам вала. Крупные волны, кроме того, характеризуют отклонения от равномерного вращения и представляют собою отставание и опережение системы, состоящей из вала и посаженных на него всех масс. Столь заметная величина неравномерного вращения обусловлена небольшой величиной маховика и неточной регулировкой мощности по отдельным цилиндрам двигателя. Наличие волн позволяет непосредственно по кривой определить отрезок торсиограммы, соответствующий двум оборотам вала двигателя. Подсчет показывает 21 колебание за 2 оборота, т. е. колебания Ю /а-го порядка. [c.70]

Крутильные колебания коленчатого вала. Если закрепить носок вала неподвижно, а к маховику приложить силу (момент), то вал будет скручен на некогюрый угол. Если прекратить действие силы, то под влиянием сил упругости и сил инерции маховика вал некоторое время будет раскручиваться и колебаться с частотой, зависящей от его длины и материала. Такие колебания носят название свободных, упругих колебаний кручения, а их частота — собственной частотой. При работе двигателя переменные силы давления газов и силы 5 (см. рис. 5) в течение цикла создают второй вид колебаний вала — вынужденные колебания, частота которых зависит от числа оборотов, числа цилиндров и тактности двигателя. [c.27]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...