Демпфирование колебаний конструкционное

Литература по демпфированию колебаний весьма обширна. Авторы не дают систематического ее перечня, и в частности, работы, опубликованные на русском языке, не представлены в книге. Поэтому было сочтено целесообразным дать краткий перечень отечественных работ хотя бы по внутреннему трению конструкционных материалов, причем упоминаются главным образом книги-. [c.7]

Эта книга предназначена для тех, кто занимается решением проблем колебаний и шума, возникаюш,их в самых разных отраслях машиностроения и строительстве. Инженеры, чья деятельность непосредственно связана с автомобильной, аэрокосмической, судостроительной промышленностью, а также иными отраслями машиностроения, найдут здесь не только много практических сведений, но и строгие теоретические выкладки, которые могут служить основой для применения промышленных приемов демпфирования в новых, еще неизвестных ситуациях. Демпфирование колебаний с помощью вязкоупругих демпфирующих материалов превратилось в последние годы из специального приема, предназначенного для решения трудных и многоплановых задач в некоторых военных аэрокосмических системах, в широко используемый, часто недорогой, метод, связывающий конструкционные и функциональные подходы, особенно необходимый при решении проблем звуко- и виброизоляции в таких отраслях промышленности, как автомобильное,, в том числе и дизельное двигателестроение, строительство, производство ЭВМ и транспортных систем. Авторам приходилось непосредственно сталкиваться с самыми разными сторонами указанных проблем, поэтому многое из того, что приведено в данной книге, является результатом их собственных исследований в этой новой области и опыта применения демпфирующих устройств в реальных конструкциях. [c.8]

Необходимо стремиться к повышению конструкционного демпфирования колебаний лопаток, [c.85]

Демпфирование общей вертикальной вибрации корпуса судна определяется сложной совокупностью факторов — гистерезисными потерями в материале, конструкционным демпфированием, возбуждением местных колебаний элементов корпуса (перекрытий, шпангоутных рам и т. п.), рассеянием энергии во внешнюю среду. Возможность теоретического определения характеристик демпфирования колебаний практически отсутствует. Имеющиеся экспериментальные данные ограничены и не позволяют надежно определять коэффициенты демпфирования колебаний для судов различных типов, размеров, конструктивных форм, о влечет за собой низкую точность расчетов вынужденной резонансной вибрации. [c.447]

II. .4. ОСОБЕННОСТИ ИССЛЕДОВАНИЯ КОНСТРУКЦИОННОГО ДЕМПФИРОВАНИЯ КОЛЕБАНИЙ [c.329]

Конструкционные вяжущие вещества завоевывают все новые и новые позиции в сфере производства автомобильных кузовов. Их успешно применяют в элементах подкрепления панелей капота для частичной замены точечной сварки, а также при соединении ветрового стекла с металлической рамой. Соединения, выполненные с помощью конструкционных вяжущих материалов, имеют некоторые преимущества. Кроме того, получается равномерное распределение напряжений по всей площади соединения. Поскольку эти вяжущие материалы имеют низкую температуру плавления, их можно применять для соединения деталей из воспламеняющихся материалов. Так как вяжущие материалы заполняют зазоры, то в таких соединениях уменьшается коррозия. Устраняются неровности между соединяемыми сваркой деталями. Конструкционные вяжущие материалы, обладающие способностью поглощать вибрации, могут применяться для демпфирования колебаний в узловых соединениях тонкостенных оболочек. [c.149]

Демпферы колебаний — см. Гасители колебаний Демпфирование колебаний параметрических — Влияние 363—365 -- конструкционное в механических системах 341—343, 494 --конструкционное в соединениях деталей 343—346 — Интенсивность — Методы оценки 341 — Обозначения 343 — Примеры 344—346 Дивергенция крыльев тонких 469, 476, 487 — Скорость критическая 477, 478 --оболочек цилиндрических круговых, обтекаемых потоком газа 493 Динамика статистическая механических систем 513—544 [c.551]

Больщинство корпусных деталей изготовляют из серого чугуна и стали применяют также ковкий чугун, легированные стали и сплавы цветных металлов. Основным конструкционным материалом для корпусных деталей является серый чугун. Он обладает хорошими литейными свойствами, что позволяет изготовлять отливки корпусов сложной конфигурации. При относительно невысокой стоимости и хорошей обрабатьшаемости серый чугун имеет неплохие физикомеханические свойства, которые зависят от структуры металлической основы, формы, размеров, количества и распределения графитовых включений. Поэтому механические свойства серого чугуна можно изменять в достаточно широких пределах путем изменения химического состава, скорости кристаллизации и охлаждения отливки модифицированием и термической обработкой. Кроме того, серый чугун обладает высокой циклической вязкостью, что способствует демпфированию колебаний. Наличие графитовых включений делает чугун практически нечувствительным к надрезам, и это позволяет конкурировать ему с более прочной сталью по сопротивлению усталости и пределу выносливости. Включения графита обеспечивают также высокую износостойкость чугуна в условиях трения скольжения со смазкой. Все это значительно расширяет область использования серого чугуна для корпусных деталей. [c.772]

Лопатки компрессоров. На лопатки как осевых, так и центробежных компрессоров обычно действуют значительные вибрационные нагрузки. В связи с этим основными требованиями являются высокая усталостная прочность материала и его способность к демпфированию колебаний. Поскольку в компрессорах конструкционное демпфирование играет сравнительно меньшую роль по сравнению с аэродинамическим, а иногда и демпфированием в материале, то выбор материала лопаток и режима его термообработки проводят с учетом требования получения декремента затухания максимально возможного значения. Следует иметь в виду, что логарифмический декремент затухания колебаний у широко применяемых для лопаток хромистых сталей с повышением температуры, уровня вибрационных и растягивающих напряжений увеличивается. Тем не менее вибрационные напряжения в рабочих лопатках иногда достигают 200 МПа. Так, повреждения от ударов посторонним предметом или коррозионные повреждения (коррозионное растрескивание) являются концентраторами, резко снижающими усталостную прочность лопаток. Поэтому используются все меры, позволяющие повысить предел усталости, в частности соответствующая обработка поверхности. Требования коррозионной стойкости материала и его сопротивления коррозионной усталости являются особенно важными для компрессоров газовых турбин, работающих в морских условиях. Материал компрессорных лопаток, работающих на загрязненном воздухе, должен противостоять эрозии. В противном случае сопротивление эрозии должно обеспечиваться применением специальных покрытий. Под действием центробежных сил в лопатках возникают растягивающие напряжения, поэтому материал должен также обладать определенным уровнем прочностных свойств при рабочих температурах. Особенно существенным становится это требование для высокооборотных компрессоров. В компрессорах с большими степенями сжатия температура лопаток может достигать уровня, при котором необходимо учитывать изменение характеристик материала во времени, в частности сопротивление ползучести. [c.40]

Конструкционное демпфирование в неподвижных соединениях. Наряду с внешними демпфирующими факторами на колебания механических систем заметное влияние могут оказать энергетические потери внутри самой конструкции (конструкционное демпфирование). Эти потери происходят из-за трения в кинематических парах, а также в соединениях типа прессовых, шлицевых, резьбовых, заклепочных и т. п. Хотя такие соединения принято называть неподвижными, в действительности при их нагружении неизбежно возникают малые проскальзывания по контактным поверхностям на соответствующих относительных перемещениях силы трения совершают работу. [c.282]

Разработка способов расчета изгибных и связных колебаний стерн<ней переменного сечения, дисков, вращающихся валов на основе метода динамической жесткости, изыскания точных решений в специальных функциях, вариационных методов и применения средств вычислительной техники явилась важным фактором обеспечения вибрационной надежности роторных узлов паровых и газовых турбин высоких параметров, а также гидротурбин предельной мощности. Существенное значение в этом сыграли также исследования по конструкционному демпфированию, гидродинамике опор скольжения и динамическим измерениям, позволившие улучшить оценку колеба- [c.38]

Следует заметить, что при вычислении логарифмического декремента колебаний (или коэффициента потерь) в более сложных машинных конструкциях нужно принимать во внимание и так называемое внешнее трение. Этот вид потерь обусловлен трением в подвижных деталях машины, например в подшипниках, а также в неподвижных соединениях типа заклепочных, сварных, болтовых. Последние носят название конструкционного демпфирования. Теоретические оценки конструкционных потерь основаны на рассмотрении сухого трения и проводятся в настоящее время лишь в простейших соединениях [250, 263]. Для очень сложных машинных конструкций внешнее трение может оказаться преобладающим. Приведем экспериментально измеренные значения логарифмического декремента колебаний некоторых сложных машинных конструкций [85] [c.223]

При составлении системы дифференциальных уравнений движения механизма с упругими звеньями и самотормозящейся передачей в форме (43.20) не учитывалось влияние рассеяния энергии при колебаниях, обусловленное упругим несовершенством соединений или конструкционным демпфированием. Это позволило получить условия, характеризующие движение механизма, в наиболее простом виде. Поскольку в реальных механизмах рассеяние энергии при колебаниях оказывает существенное влияние лишь [c.270]

Характер влияния различных видов диссипативных сил на динамическое поведение механической системы неодинаков. Роль внутреннего неупругого сопротивления в материале, конструкционного демпфирования, вязкого сопротивления и кулонова трения ограничивается в основном рассеянием энергии при колебаниях. Влияние этих сопротивлений на характер движения системы заметно сказывается при свободных колебаниях, проявляющихся в реальных условиях при переходных режимах работы машинного агрегата. Наличие диссипативных сил приводит к затуханию свободных колебаний, возникающих в результате нарушения равновесных состояний системы при сбросе и набросе нагрузки, при запуске двигателя, при переходе с одного эксплуатационного режима на другой. Особенно важно знание диссипативных сил для оценки максимального уровня резонансных колебаний. Уровень этих колебаний определяется в основном [c.13]

Полагаем, что рассеяние энергии в зубчатых передачах при линейных колебаниях происходит в основном в подшипниковых опорах зубчатых колес и в шлицевых и шпоночных соединениях. Принимаемое допущение основывается на результатах экспериментально-теоретических исследований, выполненных рядом авторов [73 81]. Как показывают эти результаты, рассеяние энергии при колебаниях за счет внутреннего неупругого сопротивления в материале валов редуктора пренебрежимо мало по сравнению с указанными видами конструкционного демпфирования. [c.92]

В механизмах силы сопротивления чаще всего представляют собой силы трения, возникающие в кинематических парах и неподвижных соединениях деталей. В последнем случае речь идет о так называемом конструкционном демпфировании, возникающем на площадках контакта деталей при колебаниях, например в стыках, в резьбе и т, п. [20, 47, 52, 63]. Иногда природа сил сопротивления связана с видом демпфирующего устройства, специально предназначенного для увеличения диссипативных свойств системы. Такие устройства могут быть фрикционными, гидравлическими, пневматическими. [c.39]

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]

Другое направление учитывает роль пластических деформаций в механизме демпфирования энергии при колебаниях. Отметим здесь две гипотезы. Это прежде всего гипотеза упругого гистерезиса, предложенная Н. Н. Давиденковым зависимость напряжения от деформации при повторном нагружении является степенной функцией, определяемой амплитудой деформации, а не скоростью. Гипотеза Н, Н. Давиденкова нашла многих сторонников, она получила подтверждение опытными данными для многих конструкционных материалов. Упомянем также комплексное представление Е. С. Сорокина для связи между напряжением и деформацией при циклическом нагружении, когда неупругая циклическая деформация отстает по фазе от упругой на 90°. Для петли гистерезиса гипотеза Е. С. Сорокина дает эллиптическую зависимость, что удобно при расчетах. [c.6]

Способы передачи шумов. Силы, возникающие в работающем двигателе, передаются к внешним поверхностям двумя основными способами. Первый из них состоит в передаче силы, возникающей при сгорании смеси в цилиндре, на поршень, далее на шатун, коленчатый вал и картер. Второй способ связан с ударом поршня о стенку цилиндра или прокладку головки цилиндров, который передается на опоры двигателя. Воздействуя на каждый из этих способов в отдельности, можно уменьшить колебания стенок цилиндра и тем самым снизить шум двигателя. Демпфирование внутренних элементов двигателя, как правило, не дает эффекта, поскольку они обладают высокой жесткостью и высоким начальным конструкционным демпфированием. [c.372]

Приближенное решение задач о вынужденных колебаниях упругой системы с конструкционным демпфированием [c.228]

Графики положения оси балки при колебаниях с частотой/= 90 Гц (коэффициент конструкционного демпфирования G = 0.1) приведены на рис. 12.9. На этом рисунке видно, что введение в конструкцию демпфирования нарушает пропорциональность перемещений точек конструкции во время колебаний. Чтобы проиллюстрировать влияние демпфирования на форму колебаний конструкции, выполним частотный анализ для значений конструкционного демпфирования G = 0.01 и G = 0.5. Графики положения оси балки, полученные при этих вариантах демпфирования, приведены на рис. 12.10 и 12.11. На этих рисунках видно, что, когда демпфирование близко к нулю (G = 0.01), все точки конструкции колеблются в одной фазе. Об этом говорит то, что сохраняется пропорциональность перемещений [c.449]

Рис. 12.10. Перемещения балки. Частота колебаний f = 90 Гц, диапазон фазового угла 0- 90°, коэффициент конструкционного демпфирования G = 0.1

Таким образом, резонансные колебания — часто неизбежное явление, и задача состоит в том, чтобы обеспечить надежную работу и в условиях резонанса. Одним из мероприятий по снижению динамических напряжений в рабочих лопатках является демпфирование. Как видно из соотношения (16.9), динамические напряжения при резонансе обратно пропорциональны декременту колебаний т). В свою очередь, значение фактического декремента колебаний определяется рассеянием энергии в материале рабочей лопатки, характеризуемой декрементом колебаний ri , и рассеянием энергии в связях и соединениях между хвостовиком и ободом диска, между торцом лопатки и приклепанным бандажом, между лопаткой и проволочной связью, свободно вставленной в отверстие лопатки (демпферная связь). Это демпфирование определяет значение конструкционного декремента г . Таким образом [c.444]

Значение конструкционного декремента колебаний г) также зависит от множества факторов от уровня напряжений, силы контакта между трущимися поверхностями, размеров соединений и т.д. В целом декремент конструкционного демпфирования в несколько раз больше, чем коэффициент демпфирования в материале. [c.444]

В паровых турбинах с сопловым регулированием возмущающие силы возникают вследствие парциального подвода пара. Возможен также особый вид, так называемого кинематического возбуждения лопаток и дисков, вызванный крутильными или какими-либо иными колебаниями всего ротора. К основным типам демпфирования относятся демпфирование в материале лопаток и дисков, конструкционное и аэродинамическое демпфирование. [c.231]

Конструкционное демпфирование возникает в местах соединений лопаток с диском, а при наличии бандажной леиты и проволок, — также в местах их соединений с лопатками. В турбинных лопатках основное демпфирование происходит в замковых соединениях. Оно зависит от амплитуды колебания (возрастая с ее 0,032 увеличением), растягивающего усилия (уменьшаясь с ростом этого усилия), а также от температуры 153, 56, 6в]. [c.259]

При отборе материала данного тома предпочтение отдавалось наиболее универ- льным подходам, обеспеченным серийно выпускаемыми средствами виброзащиты. К таким подходам относится балансировка деталей и узлов машин, конструкционное демпфирование, виброизоляция оборудования, использование средств н систем Динамического гашения колебаний, В томе излагаются новые задачи и подходы, [c.9]

Под конструкционным демпфированием обычно понимают поглощение энергии колебаний на трение в так называемых неподвижных соединениях (прессовых, резьбовых, шлицевых, заклепочных и др.) при их циклическом деформировании [32]. Расчетные методы [36, 95] позволяют выявить характерные особенности демпфирующей способности соединений от их конструктивных параметров, параметров их силового нагружения и отдельных технологических факторов. Однако надежные оценки могут быть получены только в результате экспериментального исследования натурных конструкций. [c.329]

Первому вопросу посвящено крайне ограниченное число теоретических и экспериментальных исследований, не позволяющее еще пользоваться ими для расчетов и конструирования. Несколько лучше дело обстоит со вторым вопро Сом. К настоящему времени накопился некоторый экспериментальный материал по внутреннему трению и конструкционному демпфированию колебаний лопаток. Его правильное использование, несомненно, может повысить надежность работы лопаточного аппарата турбин. [c.6]

Средство механической системы гасить (демпфировать) ее колебания называют демпфирующей способностью, демпфирующими или диссипативными свойствами. Демпфирование колебаний осуществляется за счет различных внутренних и внешних механизмов сопротивления, вызывающих потери энергии колебаний конструкций. К внутренним механизмам относят неупругое сопротивление материала основы и П01фыгия деформируемых элементов конструкций, а также трение в сочленениях элементов (конструкционное демпфирование), а к внешним - сопротивление внешней среды. [c.314]

Метод вспомогательных оторЗажений. Опнсанные выше критерии существования неподвижной точки и особенно критерий, основанный на принципе сжимающих отображений, в тех случаях, когда его удается применить, дает значительные, а ииогд ) и исчерпывающие сведения о поведении изучаемой системы. В качестве примера можно привести произвольную механическую систему с взаимными и собственными комбинированными трениями без падающих участков характеристик трения. К такой системе возможно применение принципа сжимающих отображений, позволяющее установить глобальную устойчивость многообразия состояний равновесия или периодических движений при воздействии на такую систему внешней периодической силы. Применение принципа сжимающих отображений позволяет установить существование и единственность вынужденных колебаний в системе с т 1к называемым конструкционным демпфированием. Соответствующие примеры могут быть продолжены, но все же они не очень многочисленны, поскольку далеко не всегда имеется сжимаемость. В настоящем разделе излагается метод вспомогательных отображений, позволяющий расширить применение критерия о существовании и единственности неподвижной точки на несжимающие отображения. Ради геометрической наглядности это изложение, как и относящиеся к нему примеры, будет ограничено двумерными точечными отображениями. [c.301]

Все излой<енное выше относилось к описанию гистерезисных явлений в материале. В реальных звеньях рассеяние энергии при колебаниях может быть обусловлено также трением в сочленениях (так называемым конструкционным демпфированием). Причем в ряде практически важных случаев конструкционное демпфирование может оказаться доминирующим [90, 91]. [c.170]

Поскольку материалом для подкрепляющего слоя, как правило, является металл, то коэффициент потерь г]з можно в большинстве случаев полагать равным нулю. Что касается коэффициента потерь т]1, то он должен соответствовать демпфированию исследуемой резонансной формы колебаний. Во многих случаях, например для сварных и сборных конструкций, конструкционное демпфирование почти такое же, как и демпфирование, определяемое свойствами материала, поэтому здесь можно полагать т) =0. Однако в конструкциях с сильным демпфированием в местах соединений типа заклепочных или болтовых конструкционное демпфирование tji может оказаться важным фактором, и его следует учитывать при исследовании ди-ламического поведения. [c.275]

Силы демпфирования в конструкции, вызываюпдае затухание свободных колебаний, могут иметь различное происхождение трение между поверхностями скольжения, сопротивление среды, внутреннее трение, обусловленное несовершенной упругостью материала, и т.д. Простейшим, с математической точки зрения, является случай, в котором демпфирующая сила пропорциональна скорости (так называемое вязкое демпфирование). Поэтому силы сопротивления, имеющие более сложную природу, при исследовании заменяют эквивалентпъш вязким демпфированием. Последнее определяется из условия, чтобы за один цикл колебаний при действии вязких сил рассеивалось столько же энергии, сколько и при действии реальных сил. Из этих соображений определяется соотношение между коэффициентом конструкционного демпфирования G и эквивалентпъш коэффициентом вязкого демпфирования С. [c.301]

Для каждой формы колебаний также может быть задано демпфирование в виде конструкционного де.мпфирования коэффициентом G. и в виде доли от критического демпфирования коэффициентом Между этими коэффициентами и коэффициентом эквивалентного вязкого демпфирования г-й формы С. установлено однозначное соответствие [c.303]

Включение в правую часть уравнения (106) сил, передаваемых со стороны жидкости, и д(1ссипативных сил, связанных с конструкционным демпфированием при упругих колебаниях корпуса, а также использование собственных функций Ц/ (j ) краевой задачи (107), ортогональных на отрезке [О, / , приводит к следующим уравнениям возмущенного движения рассматриваемой конструкции [c.88]

Для многомассных моделей при медленном изменении форм колебаний вопрос о подавлении параметрических резонансов в первом приближении может быть решен аналогичным образом на основании анализа уравнений, записанных в квазинормаль-ных координатах. Помимо критических режимов, вытекающих из этого анализа, также могут иметь место комбинационные резоиансьд. Однако обычно в механизмах эти режимы оказываются подавленными за счет имеющегося конструкционного демпфирования в кинематических парах. Учет нелинейных факторов при колебаниях механизмов в околорезонансных зонах см. [13, 54, 114]. [c.102]

Метод точечных отображений был применен к релейным системам автоматического регулирования, к исследованию нелинейных сервомеханизмов, систем циклической автоматики, экстремальным регуляторам, системам массового обслуживания конфликтных потоков заявок и марковским системам, к исследованию процессов вибропогружения и виброперемещения, виброударным системам и системам с ударными взаимодействиями, к исследованию часовых ходов, нелинейных демпферов, цифровых систем, систем с переменной структурой, к задачам фазовой автоподстройки и синхронизации, к исследованию колебаний механических систем с конструкционным демпфированием и люфтом, к гироскопическим системам, к нелинейным радиотехническим системам, к изучению колебаний вала в подшипнике и многим другим. [c.95]

Брукс и Бейкер [В. 145] экспериментально исследовали флаттер на модели несущего винта (режим висения) с целью определения влияния концевого числа Маха, конструкционного демпфирования и центровки лопасти. Скорость флаттера QR/atij -оказалась почти постоянной для значений общего шага, при которых не было срыва, а частота флаттера была существенно ниже собственной частоты установочных колебаний лопасти ((0 0,7(00). Смещение центра масс лопасти вперед в общем увеличивало скорость флаттера при малом общем шаге. При значениях общего шага, близких к нулю, наблюдался флаттер, вызванный вихревым следом, при скорости, составляющей около 85 % теоретической, и частоте ш О,8о)0, Были также получены данные по срывному флаттеру при больших углах общего шага. Обнаружено положительное влияние сжимаемости вблизи критического числа Маха профиля если флаттер не появлялся при Мк < 0,73, то он не возникал вообще. Досрывная скорость 4>латтера вначале уменьшается по ме )е увеличения М, а затем, после некоторого значения М, быстро увеличивается. Этот стабилизирующийся эффект сжимаемости объясняется смещением назад центра давления после достижения критического числа Маха. Был сформулирован следующий приближенный критерий для конструкционного относительного демпфирования свыше [c.597]

Задачи о влиянии сил внутреннего трения и конструкционного демпфирования на процессы свободных и вынужденных колебаний систематически рассмотрены в книгах Е. С. Сорокина (1958), Г. С. Писаренко (1958, 1962) и Я. Г. Пановко (1960). Существенно нелинейные системы с большим сухим трением изучались Н. В. Бутениным (1960), Н. А. Шелез-цовым (1949), М. И. Фейгиным (1960 и сл.) и другими исследователями. [c.99]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...