Колебания под действием резонансных нагрузок

Следовательно, поперечные колебания трехслойного стержня под действием резонансной нагрузки (5.41) описываются перемещениями (5.42), в которых функция времени mi t) и константы интегрирования определяются выражениями (5.45), (5.46). [c.254]

Следовательно, вынужденные поперечные колебания круговой трехслойной пластины под действием резонансной нагрузки [c.384]

Вынужденные колебания зависят не только от свойств системы, но и от внешних возмущ,аюш,их моментов, действующих на систему. Эти колебания становятся особенно сильными при резонансных режимах, когда частота внешних возмущающих моментов совпадает с частотой свободных колебаний системы. Такие колебания называются резонансными вынужденными колебаниями. Резонансные колебания характеризуются тем, что амплитуды вынужденных колебаний масс системы зависят от времени и с течением времени растут. Теоретически, если не учитывать сопротивлений в системе, амплитуды колебаний растут во времени неограниченно. Практически вследствие того, что в системе имеются различные виды сопротивлений, амплитуды резонансных вынужденных колебаний растут до конечных величин. Так как при резонансных колебаниях резко возрастают амплитуды колебаний масс системы, то, естественно, резко увеличивается скручивание участков валопровода, что приводит к значительному увеличению дополнительных динамических напряжений в участках системы за счет крутильных колебаний. При этом часто напряжения достигают такой величины, что приводят к поломкам в системе валопровода. Наконец, эти напряжения во время работы могут менять не только свою величину, но и знак. При высоких частотах колебаний в системе валопровода будет получаться большое число перемен знаков напряжений, что особенно вредно отражается на прочности материала, так как усталостный характер нагрузки приводит к усталостному разрушению материала, которое наступает при напряжениях меньших, чем допускаемые напряжения при статических нагрузках. Следовательно, необходимо исследование вынужденных крутильных колебаний при расчете на прочность системы валопровода установки дизеля. [c.141]

На рис. В.7 приведена простейшая электронно-магнитная схема камертонного регулятора с распределенной массой на одной электронной лампе. Представленная схема относится к автоколебательным системам. При колебании ветви / камертона вследствие изменения зазора А изменятся магнитный поток и в обмотках электромагнита 2 возникает переменная э. д. с., которая, поступая на сетку электронной лампы (триода) 5, вызывает колебания анодного тока лампы, частота которого равна частоте изменения э. д. с. и, следовательно, частоте колебаний ветви камертона. Анодный ток, протекая по обмоткам электромагнита 4, создает переменное магнитное поле, приводящее к переменной силе притяжения, которая раскачивает ветвь 5 камертона на резонансной частоте. Колебания ветви 5, в свою очередь, усиливают колебания ветви 1, что приводит к возрастанию э. д. с. в цепи сетки лампы. При установившемся режиме в системе возникнут совместные механические п электрические колебания с частотой, близкой к частоте свободных колебаний ветви камертона. Если прибор с камертоном находится на ускоренно движущемся объекте, то действующая на ветви камертона инерционная нагрузка q (рис. В.7) изменяет зазоры, что приводит к отклонению режима работы системы от расчетного, поэтому требуется оценить возможные погрешности в показаниях прибора, возникающие нз-за сил инерции (в том числе и случайных). [c.6]

Последний полет самолета, а следовательно, работа лопатки с развивающейся трещиной, продолжался в течение 12 мин. Массивная лопатка первой ступени вентилятора имеет максимальный уровень резонансных напряжений на частоте 200 Гц. Если предположить, что в течение всего последнего полета лопатка имела резонанс на указанной частоте нагружения (т. е. на нее все время в полете действовала максимальная переменная нагрузка), то длительность ее работы составит 12 X 60 X 200 = 144000 циклов. Следовательно, даже если лопатка все время в полете находится в условиях резонанса с указанной частотой колебаний, когда и реализуется в ней максимальный уровень напряжения, то период роста трещины в ней мог быть реализован не менее чем в двух полетах. Трещина в лопатке в предыдущем полете уже была. [c.585]

Значительная доля повреждений частей современных машин происходит вследствие напряжений, возникающих. при их колебаниях, возбуждаемых различными периодическими или внезапно приложенными силами, действующими как самостоятельно, так и в сочетании с другими факторами (статическими и температурными). В некоторых случаях вибрационная нагрузка сама по себе может послужить причиной разрушения, особенно при возникновении резонансных или других неустойчивых состояний. [c.348]

На рис. 35 представлен график нагрузки, действующей на лопатку в течение одного оборота. Такая схема приблизительно соответствует случаю очень малой продолжительности нагружения и разгружения лопатки по сравнению со временем действия нагрузки. Наибольшую амплитуду колебаний лопатка имеет в момент ее входа и выхода из струи пара. Как пока- зоо зывают расчеты [39], с увеличением частоты собственных колебаний лопатки их амплитуда резко уменьшается. На рис. 36 представлен пример изменения амплитуды с точностью до постоянного множителя для основного тона колебаний при прямоугольной иа грузке для двух частот враш,е-ния 3000 и 1500 об/мин. Декремент колебаний при этом 6—0,01. В обш,ем случае величина резонансных напряжений в корневом сечении лопатки для основного тона колебаний может быть представлена в виде [c.81]

Вибрации высокой частоты. В отличие от других видов переменных нагрузок, действующих на самолет, акустические нагрузки обладают очень широкими спектрами частот от единиц герц до десятков килогерц и беспорядочным (случайным) изменением во времени и пространстве. Под действием таких нагрузок в тонкостенных элементах конструкции самолета, например в обшивке, возбуждаются интенсивные вибрации высокой частоты. По величине они близки к собственным частотам изгибных колебаний участков обшивки (панелей), заключенных между подкрепляющими элементами (стрингерами, нервюрами, шпангоутами). Совпадение частот акустической нагрузки, имеющей непрерывный спектр, с собственными частотами панелей дает множество местных резонансов в конструкции, а в отдельно взятой панели возможны резонансные колебания не с одной, а одновременно с несколькими собственными формами колебаний. [c.91]

Из рис. 6 наглядно видно, почему при / < /о отсутствуют критические скорости прямой прецессии. При действии на вращающийся ротор периодической нагрузки, имеющей частоту v, резонансные колебания возникают при близости частоты v к собственным частотам, определяемым из уравнения (20). [c.139]

При действии на ротор, вращающийся с постоянной скоростью, независимой периодической нагрузки, создаваемой, например, вибрирующим основанием или другими роторами в соосных системах, могут возникнуть резонансные колебания, обусловленные как упругими свойствами ротора, так и свойствами смазочного слоя. Ниже это иллюстрируется на примере симметричного идеально уравновешенного ротора на двух цилиндрических подшипниках с дугой 150°, H2R = 1, возбуждаемого [c.172]

При нагружении машины k = 0,5) угловая скорость возрастает почти линейно (рис. 6, б), при этом максимальные значения амплитуд уменьшаются по оси у на 30%, а по оси X — почти в 3 раза. Частоты, при которых амплитуды достигают максимальных значений, сдвигаются вправо по сравнению с соответствующими частотами в режиме холостого хода общее время разгона машины увеличивается примерно на 30%. Этот факт объясняется тем, что силы сопротивления, действующие на машину со стороны груза, ограничивают амплитуды колебаний машины при прохождении резонансной области. При этом мощность, рассеиваемая в упругой системе, уменьшается (она пропорциональна квадрату амплитуды), а дополнительные затраты мощности, связанные с наличием груза, незначительны. В общем балансе затраты энергии на преодоление резонансной области уменьшаются, поэтому скорость прохождения через резонанс под нагрузкой возрастает. Дальнейшее повышение частоты вызывает увеличение затрат энергии, связанных с наличием груза, поэтому угловая скорость при разгоне нагруженной машины в зарезонансной области нарастает значительно медленнее, чем на холостом ходу. Это приводит к увеличению времени разгона. [c.389]

Вынужденные колебания, возбуждаемые от постороннего источника, а не от процесса резания. Эти колебания могут возникать вследствие дисбаланса привода станка или под действием какой-нибудь внешней динамической нагрузки. Такие колебания обычно не достигают резонансной частоты системы станок — инструмент — заготовка. [c.231]

Таким образом, если длина участка 6, на который действует равномерно распределенная нагрузка (5.47), удовлетворяет условию (5.49), то резонансная составляющая решения (5.45) будет нулевой, так как соответствующий коэффициент Ет — 0. Нарастание амплитуды колебаний отсутствует. [c.257]

Звуки, издаваемые бутылкой, когда мы дуем поперек ее горлышка, — просто резонанс, хотя несколько отличающийся от резонанса в трубе. Этот вид резонанса больше похож на поведение груза на пружине, чем на наложение прямой и отраженной волн, создающее в резонансной трубе стоячую волну большой амплитуды. Если заткнуть отверстие велосипедного насоса и нажать на его ручку, воздух внутри будет действовать как пружина. Если наверху пружины закрепить груз, нажать на нее и отпустить, груз будет регулярно колебаться вверх-вниз при одной и той же пружине и одном и том же грузе эти колебания будут происходить с постоянной частотой. Обычно частота колебания пружины под грузом, так называемая собственная частота, относительно невелика — всего несколько сотен колебаний в минуту. Если нагрузка небольшая, а пружина достаточно тугая, собственная частота может увеличиться до многих сотен колебаний в минуту и попасть уже в слышимый диапазон. Почему пружины обладают собственной частотой Если вместо того, чтобы заставлять груз колебаться вверх и вниз, мы осторожно и плавно опустим его на пружину, она сожмется на определенную величину, которая зависит не только от массы нагрузки, но и от жесткости пружины жесткая пружина опустится на меньшее расстояние, чем мягкая. Для того чтобы сжаться под нагрузкой, пружине потребуется определенное время, как и для того, чтобы распрямиться, когда нагрузку снимут. Следовательно, частота колебаний пружины зависит от расстояния, которое она проходит при сжатии, и от скорости, с которой она сжимается. Все эти рассуждения применимы и к велосипедному насосу с заткнутым отверстием. [c.151]

Результаты вычислений по формулам (25. 14) и (25. 16) представлены на фиг. 81. При медленно действующих сервомоторах резонансные амплитуды колебаний скорости вращения оказываются значительно большими, чем отклонения при медленном изменении нагрузки в тех же пределах. [c.133]

В отличие от активной виброизоляции, когда амплитуда вынужденных колебаний определяется по существу массой установки т, при пассивной виброизоляции амплитуда вынужденных колебаний зависит только от от-нощения частот Амортизирующие свойства материалов проявляются наиболее сильно вблизи резонансных точек. Качество виброизоляции конструкций определяется, как известно, через величину статической деформации Хст виброизолирующих прокладок под действием нагрузки. Самая лучшая виброизоляция осуществляется при больших значениях статического сжатия. Для пружин деформация от нагрузки определяется по формуле [Л. 4. 9] [c.83]

Для исследования влияния частоты вращения шпинделя на динамическую податливость был создан специальный электродинамический вибратор. Магнитное поле двух установленных под углом 90° друг к другу и-образных электромагнитов действовало на вал, закрепленный в патроне токарного станка. Вал, изготовленный из электротехнического железа, набран из пластин для уменьшения вихревых токов. Направление статической нагрузки и переменной составляющей силы можно изменять в широких пределах смещением электромагнитов. Результаты исследования, показывающие влияние частоты вращения шпинделя на динамическую податливость, представлены на рис. 13. С увеличением частоты вращения шпинделя амплитуда резонансных колебаний уменьшается. [c.17]

Прогноз уровня колебаний строительных конструкций зданий и сооружений, подвергающихся действию звукового удара, и оценка влияния этих колебаний на прочность конструкций в значительной мере затруднены из-за невозможности во многих случаях достато ио обоснованно определить характеристики конструктивных элементов и их фактическое состояние. Как показывают экспериментальные исследования, номинальные динамические нагрузки от звукового удара не представляют опасности для зданий и сооружений, по крайней мере для тех конструктивных элементов, которые находятся" в нормальном или приемлемом с эксплуатационной точки зрения состоянии. Возможность разрушения грозит лишь уже поврежденным конструкциям либо конструкциям, подвергшихся воздействиям, резко увеличенным вследствие фокусировки или резонансных явлений. Существен тот факт, что при регулярных полетах сверхзвуковых самолетов звуковой удар будет представлять собой многократно повторяющееся воздействие, так что известное влияние на прочность могут оказать усталостные явления. [c.96]

Эффект воздействия внешних сил на лопасть в значительной мере определяется соотношением частот действующей нагрузки (гармоник аэродинамической силы) и собственных ее частот. Лопасть совершает изгибные колебания как балка, однако дополнительно на нее воздействует центробежная сила, которая по своему характеру является восстанавливающей — растягивая лопасть, она стремится вернуть ее в неизогнутое состояние.. Поэтому ее эффект равносилен увеличению жесткости тела, т. е. сводится к повышению собственных частот изгибных колебаний. Для наглядного представления строят резонансные диаграммы (рис. 7.30). На них наносят значения собственных частот /с/ в зависимости от частоты вращения винта. Эти кривые на графике рис. 7.30 отмечены римскими цифрами I, П, III. С увеличением частоты вращения винта п частоты собственных изгибных колебаний, как было указано, возрастают. На график наносят также прямые, описываемые уравнением т = 1п. Это частоты гармоник внешней нагрузки. Так, при i=I /в/ = л — частота первой гармоники нагрузки, изменяющейся по синусоиде I раз за оборот. При =2 /в2 = 2л представляет собой частоту второй гармоники (нагрузки, изменяющейся 2 раза за оборот винта) и т. д. Точки пересечения кривых /с/ = Фс(л) и /вг=<рв(л) соответствуют совпадению одной из собственных частот с частотой одной из [c.115]

Из механических воздействий наиболее опасны вибрационные и ударные нагрузки. Наличие в агрегатах пружин, сильфонов, мембран и других упругих элементов приводит к тому, что при вибрации возможны колебания подвижных узлов и деталей. При определенных частотах может произойти отрыв запорного органа от седла и разгерметизация затвора. Опыт эксплуатации показывает, что как при продольной, так и при поперечной вибрации подпружиненные КУ имеют ряд областей разгерметизации, по частоте соответствующих резонансным частотам. Действие ударных нагрузок может вызвать затухающие колебания подвижных узлов и деталей КУ. [c.133]

Определим перегрузки Апук по размаху крыла, обусловленные его резонансными колебаниями при циклической болтанке, пренебрегая колебаниями ц, т. самолета. При циклической болтанке на крыло действует возбуждающая колебания аэродинамическая погонная нагрузка [c.29]

Вибрации и удары. Механические колебания в технике часто называют вибрациями. Вибрации могут оказывать как. полезное, так и вредное действие на работу механизмов и приборов. В первом случае их используют в устройствах и приборах, где механические колебания нужны для выполнения основных функций (виброконвейеры, вибробункеры, вибростенды, виброгироскопы, частотомеры резонансного типа и др.). Во втором случае вибрации вызывают нагружение деталей механизмов и приборов дополнительными инерционными нагрузками, а при больших амплитудах приводят к потере устойчивости и разрушению деталей. Поэтому, учитывая, что в книге рассматриваются механизмы и приборы, на которые механические колебания оказывают вредное действие, под вибрацией в дальнейшем будем понимать лишь вредное колебательное движение. [c.97]

Наиболее распространенным видом колебательных явлений в механических системах (приводах) машин являются вынужденные колебания, вызываемые периодическими внешними силами. При совпадении частоты этих сил с одной из собственных частот системы имеют место наиболее интенсивные вынужденные колебания — так называемые резонансные колебания. Резонансные колебания могут существенно искажать рабочие характеристики машины, исключая возможность ее нормальнй эксплуатации на некоторых расчетных режимах. Кроме того, при резонансных колебаниях динамические нагрузки, действующие на отдельные элементы машины, могут достигать значений, опасных с точки зрения долговечности, а иногда и прочности этих элементов. [c.5]

На рис. 42 показана резонансная машина с косвенным нагружением, работающая в режиме автоколебаний, Mikrotron 654 , изготовляемая фирмой SADAMEL (Швейцария). Испытуемый образец 7 зажимают в захватах 6 и 9. Поперечина 4 центрирует динамометр с захватом по оси машины. Колебательная система машины центрируется плоской пружиной 19. Сигнал с тензорезисторов, пропорциональный действующей на испытуемый образец нагрузке и содержащий информацию о частоте колебаний, подается на предварительный усилитель 8, с выхода которого он поступает на измеритель II амплитуды переменной нагрузки и измеритель 12 статической составляющей нагрузки, действующей на испытуемый образец. Нагрузки регистрируются стрелочными приборами. Сигнал с выхода измерителя 11 подается на усилитель мощности И, питающий электромагнитный возбудитель коле- [c.119]

Механические воздействия на аппаратуру. Аппаратура н приборы, установленные на объекты, подвергающиеся в условиях эксплуатации воздействию знакопеременных сил, испытывают вибрационные нагрузки, могущие привести к их неисправности и поломке. Действие вибрационных нагрузок сказывается также при транспортировании аппаратуры, при работе мощных механизмов рядом с ней. Причины возникновения вибрации различные, например, в механизмах вибрация может быть вызвана периоди-ческидш силами, возникающими при движении с ускорениями неуравновешенных масс вследствие периодических толчков, из-за неодинаковой жесткости различных элементов конструкций. Около 70—80 % отказов изделий в машиностроении являются результатом действия вибрации. Интенсивность воздействия вибрации на изделие определяется не только амплитудой колебаний, но и максимальным ускорением. Наибольшую опасность для аппаратуры, находящейся под воздействием вибрации, создают резонансные эффекты, когда частота вибрации близка к собственным частотам колебаний элементов конструкции. Значительную трудность в распознавании представляют параметрические резонансы элементов аппаратуры, борьба с которыми затруднена в связи с тем, что параметрические колебания происходят в низкочастотных и высокочастотных диапазонах частот. [c.282]

Эксцентриковый привод наиболее рационально использовать в низкочастотных колебательных системах. Этот тип привода способен создавать большие вынуждающие силы при невысоких частотах колебаний. При высоких частотах колебаний возникают большие силы инерции, которые передаются на подшипники эксцентрикового вала привода. При этом в подшипниках действуют значительные силы трения, что обусловливает относительно более быстрый выход их из строя. При повышенных частотах колебаний эксцентриковый привод используют лишь в уравновешенных колебательных системах, работающих на резонансных режимах. В этом случае силы инерции рабочих органов машины практически полностью уравновешены, и на П0ДШИП1И1КИ передаются незначительные нагрузки. [c.279]

Колебания или вибрации систем вызываются различными периодически) или внезапно приложенными силами, действующими как самостоят пьно, так нии с другими факторами (статическими и температурными). В некоторых едуч ях вибрационная нагрузка сама по себе может достигать угрожающих размеров, о< обен-но при возникновении резонансных или других неустойчивых состояний.. [c.221]

Если на деталь при работе действуют как статические, так и переменные напряжения, вызванные различными нагрузками, и повышенная температура, а прочностные характеристики материала меняются с течением времени или по числу циклов, следует учитывать возможные отклонения этих параметров от их расчетных значений. Расчетные статические напряжения могут возрасти из-за неточного определения максимальных перегрузок, переменные — из-за резонансного усиления колебаний, температура — из-за ухудшения условий охлаждения и т. д. Считал каждое из возможных отклонений независи.мым, можно устанозить предельное (разрушающее) значение данного параметра, если остальные останутся неизменными. Отношение предельного значения данного параметра к его расчетной величиие называют запасом прочности по данному параметру. Таким образом, запас прочности может оцениваться не только Отношением напряжений (17), но и отношениями нагрузок, времени работы, числа Циклов и т. д. Для ответственных деталей оценку запасов прочности производят по нескольким параметрам. [c.32]

Даже в условиях невесомости на космические аппараты действуют ускорения. И хотя это микроускорения, оказалось, что по их вине нарушается ход проводимых на борту технологических экспериментов, возникают значительные нагрузки на элементы конструкции (в частности, на стыковочные узлы кораблей, ,Союз и, ,Прогресс"). Ускорения возникают при включениях двигательной установки, разворотах и при выполнении экипажем физических упражнений. Для выбора оптимальных режимов управления космическим комплексом нужно было измерить в условиях космоса собственную резонансную частоту и характеристики затухания колебаний этой сложной конструкции. С этой целью был запланирован и успешно проведен эксперимент Резонанс". Бортовая ИИС, датчики ускорений которой закреплены в ответственных местах конструкции, производила статистические измерения на частотах, близких к расчетной резонансной. Искусственные колебания возникали под действием физических упражнений, выполняемых экипажем. А движениями космонавтов управляли по радиосвязи с Земли. Статистика помогла и здесь. [c.120]

Во многих случаях возникнов ение высоких знакопеременных нагрузок связано с появлением резонансных колебаний в частях механизма. Этот опасный вид циклической нагрузки можно устранить применением демпферов пружинного, маятникового, гидравлического или фрикционного действия. [c.304]

Если яа деталь при работе действуют как статические, так и переменные напряжения, вызванные различными нагрузка,ли, и повыи1енная температура, а прочностные характеристики материала меняются с течением времени или по числу цик . ов. следует учитывать возможные отклонения этих параметров от их расчетных значений Расчетные статические напряжения могут возрасти из-за неточного определения максимальнь.х перегрузок, переменные — из-за резонансного усиления колебаний, температура — из-за ухудшения условий охлаждения и [c.40]

Изменение усилия, действующего на зуб при низкочастотном резонансе, показано иа рнс. 22. Несмотря на ограниченное число циклов, когорое зуб успевает испытать за время нахождения в зацеплении, уровень переменных напряжений в зубе может стать значительным, так как резонансное усиление колебаний проявляется весьма интенсивно. Кроме того, возникающие прн резонансе колебания колес вызывают дополнительные ударные нагрузки при входе зубьев в зацепление. Работа передачи на резонансных режимах не допускается, [c.204]

Механические нагрузки проявляются в виде вибраций н ударов, кшорые сочетаются с другими неблагоприятны ми для аппаратуры воздействиями. Степень воздействия механических нагрузок иа элемент в значительной мере зависит от конструктивною исполнения платы, блока, прибора. Следуег обращать особое внимание на то, чтобы в диапазон вибрации аппаратуры не входила резонансная частота колебаний самого элемента. Способность элемента противостоять разрушающим действиям механических нагрузок и при этом сохранять работоспособность прн вибрации называется вибропрочностью, а при ударной нагрузке — ударной прочностью. При выборе элемента по механическим воздействиям разработчику следует руководствоваться требованиями, изложенными в технических условиях. [c.28]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...