Разрушение при резонансе

Под действием приложенных сил у осей появляются деформации изгиба, а у валов деформации изгиба и кручения. Чрезмерный изгиб осей и валов нарушает нормальную работу подшипниковых узлов, зубчатых зацеплений, фрикционных механизмов. Поэтому величина деформаций валов и осей ограничивается, а их жесткость является одним йз основных критериев работоспособности. Чрезмерно большие деформации и, как следствие, разрушения валов и осей могут возникнуть вследствие колебательных процессов, особенно при резонансе. Поэтому валы быстроходных машин (центрифуги, турбины и др.) дополнительно проверяют на отсут- [c.420]

Пренебрегая влиянием сил сопротивления, мы пришли к вы-воду, что при резонансе амплитуды вынужденных колебаний растут пропорционально времени, вследствие чего должно было бы наступить разрушение системы, как бы ни была мала амплитуда попавшей в резонанс гармоники возмущающей силы. Это противоречие с опытом может быть устранено, если учесть влияние сил сопротивления ограничимся рассмотрением сопротивления, пропорционального первой степени скорости. [c.88]

Резонанс часто представляет собой грозное явление. Рассматривая формулу (17.128), обнаруживаем, что возникновение больших перемещений, а следовательно, и больших усилий и напряжений ), может происходить при резонансе не за счет величины сил (силы могут быть малыми), а за счет сближения частоты вынужденных колебаний (или, что то же самое, частоты вынуждающей силы) и собственной частоты системы. Малая сила способна вызвать разрушение мощной конструкции при неудачной для конструкции комбинации частот со и со с (при близости этих частот), влекущей за собой резонанс. Это явление обнаруживается тем отчетливее, чем меньше сопротивление среды. [c.113]

Разрушение модели производилось резонансными колебаниями (симметричными колебаниями первого рода) при последовательном увеличении ускорения. Хотя вероятность разрушения плотины при сейсмических воздействиях от резонансных колебаний и считается весьма малой, было сочтено целесообразным провести разрушение модели при резонансе, чтобы проследить последовательность развития разрушения плотины, выяснив при этом наиболее уязвимые зоны плотины, и располагать соответствующими данными, позволяющими своевременно распознать предаварийную ситуацию при работе плотины и, если понадобится, принять соответствующие меры к повышению ее надежности, [c.70]

Однако в ряде случаев резонанс — нежелательное явление, так как может привести к большим деформациям и разрушению конструкций. Резонанс приходится учитывать при конструировании машин и различных сооружений. [c.349]

Виброустойчивость. Увеличение рабочих скоростей машин и их деталей часто способствует возникновению вибрации. Особая опасность вибрационных нагрузок состоит в том, что при определенных условиях они могут вызвать усталостные разрушения детали. Когда частота собственных колебаний машины или ее детали совпадает с частотой изменения внешних периодических сил, их вызвавших, наступает резонанс. При резонансе происходит возрастание амплитуд колебаний, иногда приводящее к разрушению. Детали высокоскоростных машин, где опасность вибрации возрастает, подвергаются расчетам на колебания. Основной задачей расчета является выбор конструкции такой жесткости, при которой будет исключена опасность возникновения резонансных колебаний. [c.28]

Расчеты на колебания рассматривают в сравнительно полных курсах сопротивления материалов и в специальном курсе теории колебаний. Основной задачей расчета на колебания является выбор конструкции такой жесткости, при которой пе будет опасности возникновения резонанса колебаний. При резонансе амплитуды колебаний достигают весьма больших величин (теоретически бесконечно больших), что приводит к невозможности эксплуатации или даже к разрушению конструкции. [c.23]

При некотором (критическом) числе оборотов частота свободных колебаний кручения и частота вынужденных колебаний вала совпадают или становятся кратными, наступает явление резонанса. При резонансе колебаний в материале вала возникают высокие внутренние напряжения, амплитуда колебаний вала при этом возрастает до пределов, при которых возможно его разрушение. [c.27]

Вместе с величиной В стремится к бесконечности и суммарная амплитуда, а так как напряжения пропорциональны деформациям, то при резонансе возможны поломки механизма, хотя бы величина силы при статическом действии ее была далеко не достаточна для разрушения. [c.103]

При резонансе действующая сила (или момент) начинает все сильнее и сильнее раскачивать тело. Прогиб доски или величина закрутки вала начинают увеличиваться, т. е. увеличивается размах (амплитуда) колебаний. Рост амплитуды под влиянием силы или момента внешних сил вызывает увеличение напряжений в материале. Так как при резонансе амплитуда колебаний сильно возрастает, то возрастает и напряжение в материале, в результате чего может произойти разрушение (поломка) доски или вала. [c.113]

Хотя амплитуды вынужденных колебаний с сопротивлением остаются конечными и при резонансе, однако при более или менее продолжительной работе деталей машин в резонансных условиях всегда имеется опасность полного или частичного их разрушения от усталостных напряжений. При проектировании конструкции, подверженной воздействиям возмущающих сил, стараются поэтому подобрать соотношения размеров и прочности ее деталей так, чтобы по возможности отодвинуть условия нормального режима работы ее от резонансных условий . Для той же цели служат специальные устройства, как, например, нелинейные муфты, виброгасители и т. п. [c.85]

При этом знаменатель в выражении (20.48) равен нулю, а поэтому прогиб теоретически равен бесконечности, т. е. должен безгранично увеличиваться вплоть до разрушения вала. В действительности же из-за имеющихся в системе потерь энергии, которые в приведенном расчете не учитывались, на практике при попадании вала в резонанс прогибы не всегда принимают значения, опасные для эксплуатации. [c.550]

Если в механизме имеются подвижные соединения с зазорами (например, кинематические пары в механизмах), вибрационные воздействия могут вызвать соударения сопрягаемых поверхностей, приводящие к их разрушению и генерированию шума. В большинстве случаев разрушение объекта при вибрационных воздействиях связано с возникновением резонансных явлений. Поэтому при поли-гармонических воздействиях наибольшую опасность представляют те гармоники, которые могут вызвать резонанс объекта. [c.272]

Вибро устойчивостью называется способность механизмов нормально работать при вибрации. Под вибрацией имеют в виду механические колебания с относительно малой амплитудой и высокой частотой. Вибрация обычно является следствием недостаточной уравновешенности масс звеньев механизмов и недостаточной их жесткости. Вибрация влияет на точность работы механизмов, изменяет потери на трение, вызывает усталостное разрушение деталей, особенно в случае механического резонанса. В связи с этим и ряде случаев необходимы специальные расчеты на виброустойчивость. [c.171]

Имеем колебание с частотой ш и линейно возрастающей по времени амплитудой. Это явление называется частотным резонансом. Оно проявляется в неограниченной раскачке вынужденных колебаний при сколь угодно малой амплитуде Ь внешней силы и может привести к разрушению механической конструкции. [c.235]

Явление резонанса может быть причиной разрушения машин, зданий, мостов и других сооружений, если собственные частоты их колебаний совпадут с частотой периодически действующей силы. Поэтому, например, двигатели в автомобилях устанавливаются на специальных амортизаторах, а воинским подразделениям при движении по мосту запрещается идти в ногу. [c.220]

Даже при наличии сил сопротивления амплитуда колебаний в резонансном случае может возрастать по экспоненциальному закону. Поэтому параметрический резонанс может быстрее, чем обычный резонанс, вызвать разрушения в частях сооружений. [c.321]

Действительная схема сил на запорном органе в момент открывания значительно сложнее рассмотренной вследствие влияния сил инерции запорного органа и возможных пульсаций давления в системе, например при неравномерной подаче насоса. При определенных условиях частота собственных колебаний запорного органа может совпасть с частотой вынужденных колебаний, обусловленных действием возмущающей силы, и наступит резонанс, который может привести к разрушению клапана. [c.191]

Виброустойчивость. При высоких скоростях звеньев механизмов могут возникнуть вибрации, которые могут привести к усталостному разрушению детали и часто сопровождаются шумом. При вибрациях особенно опасно явление резонанса, которое наступает в случае, когда частота собственных колебаний детали совпадает с частотой изменения периодических сил, вызывающих вибрации, так как при этом резко возрастает амплитуда колебаний и может произойти разрушение детали. [c.158]

Состояние упругой системы при q —> р называют резонансом. Следовательно, при достижении валом критической скорости вращения возникает резонанс, чем и объясняется опасный рост амплитуды упругих перемещений. Машины не могут работать в режимах, близких к резонансным, так как это привело бы к их разрушению. Поэтому, проектируя машину, нужно убедиться в невозможности возникновения резонансных колебаний в ее частях. [c.225]

ЛИЙ, работающих в экстремальных условиях (например, при —50°С), при форсированных режимах динамического, статического и циклического нагружений, при наложении абразивного изнашивания, при воздействии агрессивных сред и т. д. Поэтому наряду с традиционными испытаниями необходимо комплексно использовать такие методы исследования, как акустическая эмиссия, количественный анализ продуктов изнашивания, непрерывная регистрация структурных изменений в зоне контакта металла с покрытием при работе в паре трения с учетом воздействия окружающей среды на разрушение. Для изучения структуры композиции покрытие — основной металл следует шире привлекать стереологию, рентгеноспектральный микроанализ, ядерный гамма-резонанс, радиоспектроскопию. Принципы механики разрушения должны применяться не только для оценки трещиностойкости, но и для вычисления величины износа при абразивном изнашивании, а также учитываться при расчетах при теоретическом прогнозировании прочности соединения покрытия с основным металлом. [c.193]

В большинстве случаев конструктивный элемент при испытании на резонансной частоте разрушается не мгновенно. Каждый элемент конструкции обладает способностью сопротивляться вибрационным нагрузкам, и в течение определенного времени собственная частота остается стабильной в заданных пределах. По истечении этого времени и при продолжении испытаний на резонансе собственная частота элемента начинает монотонно убывать до определенного значения, а затем резко снижается до нуля, что соответствует разрушению. [c.290]

Резонанс, соответствующий первой изгибной форме колебаний системы лопаток рабочих колес промышленных установок (рис. 5.55) с частотой, примерно равной 64 Гц, возникал при рабочих условиях эксплуатации при частоте вращения, равной 640 об/мин, что приводило к преждевременному разрушению лопаток. Хотя никаких измерений деформаций в лопатках при первоначальном исследовании задачи не проводилось, предполагалось, что было бы полезным демпфировать вынужденные колебания лопаток, с тем чтобы повлиять на их динамическое поведение в окрестности частоты резонанса. [c.266]

Влияние возмущающих сил зависит от ускорения, амплитуды и частоты повторяемости импульсов. При совпадении частот возмущающих и собственных колебаний системы возникает явление, носящее наименование резонанса, которое считается наиболее опасным, так как оно может довести систему до разрушения. Поэтому при определении влияний возмущающих сил на прибор необходимо иметь точное представление о величине, направлении и частоте действия силы. [c.41]

Если к конструкции приложить некоторую изменяющуюся во времени силу R t), частота колебаний которой равна или почти равна ее собственной частоте колебаний, следует ожидать интенсивных колебаний, связанных с явлением резонанса. При этом в элементах конструкций возникают напряжения, которые могут привести к разрушению конструкции. [c.70]

Вначале по одному из датчиков диск вводился в резонансные колебания путем соответствующего изменения частоты вращения ротора возбудителя. При этом давление воздуха на входе в возбудитель устанавливали таким, чтобы исключить возможность повреждения датчиков и разрушения испытуемого диска. После того как фиксировали резонансный (или близкий к нему) режим, включали систему стабилизации частоты вращения ротора. Далее частота вращения (возбуждения) изменялась жестко при варьировании частоты звукового генератора, осуществлявшего стабилизацию. Затем производили точную настройку на резонанс и устанавливали путем повышения давления воздуха уровень напряжений, на котором планировалось проведение эксперимента. Наследующем этапе последовательно через один канал усилителя опрашивались все 36 датчиков. С помощью электронного вольтметра фиксировался максимальный уровень напряжений по каждому из датчиков в пределах резонансной зоны, для чего всякий раз осуществлялся очень плавный переход через резонансную зону. В процессе эксперимента давление на входе в возбудитель поддерживалось постоянным. Изменением перепада давлений на соплах, вызываемым изменением частот вращения ротора, пренебрегали, поскольку вся резонансная зона укладывалась в очень узкий диапазон частот вращения. [c.180]

Большое значение имеет случай резонанса, когда число колебаний механизма совпадает с собственным числом колебаний балки. При резонансе размах колебаний резко увеличивается и система может прийти к разрушению. Во избежание резонанеа необходимо, чтобы удовлетворялись следующие условия [c.192]

Импульсом движения газа в трубопроводе служит движение поршня. В каждом цикле работы выходной ступени компрессора в трубопроводе создается колебательное движение газа. Колебательное движение в каждом цикле накладывается на остаточное от предыдущего цикла и, в зависимости от смещения фаз, амплитуда результирующего колебания оказывается больше или меньше амплитуды колебаний компремируемого газа. Наибольшее усиление колебаний газа в трубопроводе происходит при резонансе, когда частоты собственных колебаний газового столба в трубопроводе совпадают или кратны частоте возбуждающих колебаний, определяемой частотой вращения привода компрессора. Колебания газа в трубопроводе вызывают его вибрацию, которая нарушает герметичность уплотнений и разрушает арматуру. На практике отмечено расшатывание опор трубопроводов и разрушение строительных сооружений вследствие вибрации трубопроводов. Колебания давления газа вызывают появление дополнительных ме [c.48]

При этом амплитуда возмущающей силы может как зависеть, так и ие зависеть от частоты 0 ее воздействия на конструкцию. Амплитуды эгих колебаний ув зависят от отношения частот со/юо. На рис. 9.15 Приведены графики динамического коэффициента, определяемого отношением Уе Уо в функции о)/(1)о- Здесь уо — деформация конструкции при статическом действии силы, равной амплитудному значению возмущающей силы. Из графиков вндно, что при резонансе, когда со/соо = 1, динамический коэффициент ув/уо резко возрастает. Это объясняется совпадением направления возмущающей силы с направлением деформации конструкции. Динамический коэффициент при со/(0о 1 уменьшается потому, что конструкция не успевает следовать за силой, быстро изменяющей свое направление. Из графиков следует, что динамический коэффициент зависит также от степени демпфирования колебаний. Чем больше демпфирование, тем меньше у /уо- Вынужденные колебания могут явиться причиной усталостных разрушений конструкции. Чтобы ослабить влияние этих колебаний, можно увеличить разность между частотами ш и шо, снизив тем самым динамический коэффициент. [c.299]

Таким образом, даже при ничтожно малой неуравнов-лиенности в условиях резонанса можно ожидать разрушения машины. [c.269]

Работа машинного агрегата сопровождается динамическими воздействиями его.на окружающую среду. Гфи относительном движении звеньев усилия в кинематических парах изменяются, что приводит к переменному нагружению стойки механизма. Вследствие этого фундамент, на которо.м установлен машинный агрегат, испытывает пиклически изменяют,иеся по величине и направлению силы. Эти силы через фундамент передаются на несущие конструкции здания, соседние машинные агрегаты и приборы и приводят к колебаниям и вибрациям. Неравномерность движения звеньев механизмов приводит к возникновению дополнительных сил инерции. Эти силы увеличивают колебания и вибрации звеньев механизма и машины в целом и сказываются на точности их работы. Если амплитуда колебаний достаточно велика (например, при работе в зоне резонанса), то в деталях звеньев возникают напряжения, превышающие допускаемые, что приводит к их разрушению. Вибрации — это причина выхода из строя деталей самолетов и вертолетов, элементов газовых и паровых турбин, неточностей в работе станков, роботов и т. п. [c.351]

Нагрузки малой амплитуды, как и выдержка материала под нагрузкой, не являются достаточным условием для разрушения материала по меж-фазовым границам. Они только способствуют проявлению факта ослабленного состояния этих границ, которое материал имеет изначально. Если границы фаз материала не ослаблены, то он не проявляет чувствительности как к выдержке под нагрузкой, так и к нагрузкам малой амплитуды при высокой и, тем более, при низкой асимметрии цикла нагружения. Следует уточнить, что здесь речь идет не о высокочастотных колебаниях, когда единичное приращение трещины не может отвечать каждому акту приложения внешней нагрузкой. В случае высокочастотного нагружения могут играть роль резонансные явления, когда отдельные элементы структуры (например, сами пластины) могут входить в резонанс, вызывая потерю когезивной прочности по межфазовым границам. [c.305]

Проведенная оценка следует из результатов фрактографического анализа. В изломе имеют место усталостные макролинии, которые указывают на смену условий нагружения лопатки по мере роста трещины. Она входила и выходила из резонанса при работавшем двигателе на разных этапах его работы, что и вызвало возрастание и уменьшение уровня напряжения соответственно. Поскольку подробному исследованию была подвергнута лопатка, разрушившаяся второй, то очевидна еще большая продолжительность общего разрушения, начиная с nepBoii разрушившейся лопатки. [c.586]

Разбалансировка и вибрация тягодутьевых машин во время их работы может быть также следствием попадания в них посторонних предметов, задеваний ротора или повреждений отдельных узлов подшипников, лопаток и др. Возникшая во время работы вибрация может в свою очередь повлечь за собой ослабление узлов машины, задевание ротора за кожух и повреждение машины вплоть до полного ее разрушения. Вибрация может сильно возрасти при совпадении собственных колебаний машины и опорных конструкций (резонанс). В этом случае вибрация редко уменьшается при изменении скорости вращения ротора машины. [c.183]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...