Элементы конструкций — Расчет на колебания

Эйлера формула 208 Электроприборы измерительные динамических перемещений 380 Элементы конструкций — Расчет на колебания 353 [c.563]

Расчетом должны быть определены формы колебаний детали на основной частоте, а если нужно, то и на частотах обертонов. Знание формы колебаний позволяет определять величину сил вязкого трения во всех элементах конструкции. При расчете шпинделя, построив его форму колебаний, можно определить работу сил трения и, следовательно, энергию, рассеиваемую как в материале шпинделя, так и в его опорах. [c.64]

Элементарные функции 1 — 87—114 Элементные схемы — Графические символы 2 — 438 Элементы водоналивные 2 — 356 Элементы конструкций — Расчет на колебания 3 — 353 [c.499]

Здесь мы лишены возможности останавливаться на расчете колебаний элементов конструкций с учетом различных видов рассеяния энергии и ограничимся лишь случаем вынужденных колебаний, когда рассеяние энергии пропорционально скорости. [c.544]

В третьем томе рассматриваются расчеты на прочность движущихся элементов конструкций, теория колебаний элементов > онструкций и ее технические приложения, а также методы расчета на устойчивость. [c.236]

В третьем и четвертом разделах книги излагаются методы расчета и конструирования точных механизмов, деталей и узлов приборов. Сначала изучаются основные виды механизмов для передачи и преобразования движения, затем на основе анализа взаимодействия деталей в механизме определяются условия работы, расчетные размеры, целесообразные конструктивные формы и материалы деталей. Приводятся рекомендации ю выбору посадок, классов точности и шероховатости поверхностей для типовых сопряжений деталей. Рассматриваются конструкции и расчет узлов и деталей приборов — фиксаторов, упругих и чувствительных элементов, отсчетных устройств, успокоителей колебаний и регуляторов скорости. [c.9]

Однако сейчас можно выполнить уточненный расчет рассматриваемой системы на свободные колебания с учетом нелинейных элементов. Он позволит определить возможные резонансные обороты двигателя, и, следовательно, в процессе проектирования можно будет рационально подбирать параметры системы ротор — корпус. Если же сделать предположение, что форма резонансных колебаний единой системы ротор — корпус совпадает с формой свободных колебаний той же системы, то представляется возможность по замеру, например, величины виброперегрузки против одной из опор двигателя, которая легко пересчитывается на величину амплитуды колебаний, найти амплитуды колебаний и всех других масс двигателя, а следовательно, и рассчитать дополнительные динамические напряжения в элементах конструкции. [c.190]

За последние годы на кафедре был выполнен большой цикл теоретических и экспериментальных работ в области колебаний механических систем с учетом несовершенной упругости материала упругих элементов, как фактора, влияющего на динамическую напряженность элементов конструкций. Разработанная при этом теория расчета указанного класса задач в нелинейной постановке явилась заметным вкладом в теорию колебаний реальных механических систем. [c.14]

До сих пор рассматривались механические элементы, определяющие динамическое поведение конструкций. В большинстве случаев конструкции являются не изолированными, а располагаются на поверхности сплошной среды или окружены ею. Поскольку упругие волны могут распространяться во всех средах, то следует ожидать некоторого взаимодействия с этими средами. Например, колеблющаяся конструкция возбуждает акустические волны в воздухе, которые будут слышны, если их интенсивность и частота располагаются в пределах чувствительности уха. Акустические волны будут также отражаться от окружающей среды и влиять на динамическое поведение конструкции. Аналогично, когда акустические волны от одного источника, например колеблющейся поверхности, падают на другую гибкую поверхность, они порождают на этой поверхности нагрузки в виде периодически меняющегося давления, что заставляет ее колебаться и в свою очередь излучать акустические волны (рис. 1.25). В принципе явление акустических взаимодействий с конструкцией можно описать уравнениями движения конструкции и окружающей среды. До сих пор ввиду сложности геометрии действительных конструкций и многократности отражений акустических волн это совсем не легкая задача, и обычно только очень простые идеализированные задачи могут быть решены с необходимой степенью точности. Однако эти простые классические решения могут оказать значительную помощь в понимании сути явления и в интерпретации результатов экспериментальных исследований или очень громоздких расчетов на ЭВМ, Особенно важно помочь инженерам понять суть результатов различных замеров шумов и колебаний, получаемых ими, а также оценить влияние изменений различных параметров. Без подобных экспериментов получение и оптимизация данных экспериментов с целью снижения шума установок и решения реальных задач подавления колебаний будет, разумеется, очень сложным делом. Некоторые работы общего характера [1.47— 1.52] могут представить интерес для читателей, которые только начинают знакомиться с этой темой. [c.52]

РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ НА КОЛЕБАНИЯ [c.353]

Несмотря на кажущуюся простоту расчетной схемы (когда упругие элементы рассматриваются как стержни), возникающие вопросы при исследовании динамических процессов являются не всегда простыми как по применяемым методам решения, так и по содержанию конечных результатов. В качестве примеров на рис, 6.1—6.8 показаны реальные конструкции и элементы конструкций, которые можно рассматривать как гибкие или абсолютно гибкие стержни. На рис. 6.1 показана ракета, которая из-за случайных возмущений или в результате действия управляющих усилий может совершать малые изгибные колебания. Различного вида высокие конструкции, мачты, трубы и т. д. (см. рис. 6.2), находящиеся в потоке воздуха, из-за срыва потока (вихрей Кармана) могут очень сильно раскачаться в плоскости, перпендикулярной к вектору скорости потока. Аналогичные задачи возникают и при расчете висящих мостов, которые в первом приближении могут рассматриваться как одномерные конструкции (стержни). Крыло самолета в первом приближении (см. рис. 6.3) можно рассматривать как стержень [5]. В потоке воздуха на крыло действуют [c.131]

Использование методов теории случайных функций для описания и анализа нагруженности элементов конструкций было начато с использования модели простейшего импульсного потока статистически независимых воздействий и модели Гауссовских стационарных случайных колебаний. Это позволило избежать на первом этапе исследований и этапе внедрения новых методов расчета чрезмерных вычислительных трудностей и в то же время выявить все основные возможности и преимущества этих методов. [c.220]

Нормативную нагрузку от веса снега определяют по горизонтальной проекции воспринимающей поверхности, и ее принимают равной 10 Па. Толщину обледенения на оттяжках, канатах и решетчатых элементах металлоконструкций принимают равной 1... 1,2см при удельном весе льда 9 кН/м . Перегрузки от снега и обледенения при расчете не учитывают. Снеговую и ветровую нагрузки одновременно не учитывают. Нагрузки, вызываемые температурными изменениями окружающей среды, указывают в технических заданиях на проектирование крана и учитывают только при расчетах статически неопределимых конструкций. Допускается принимать интервал колебаний температур 40° С. [c.99]

МНОГОСЛОЙНЫХ элементов конструкций, а также задачи расчета и оптимизации многослойных конструкций, работающих на устойчивость или в режиме колебаний. В последнем случае применимость метода ОСП обеспечивается тем, что функции предельных состояний по устойчивости (верхняя и нижняя критические нагрузки, эйлеровы нагрузки. местной и общей потери устойчивости, прогибы и т. п.), а также частоты собственных колебаний и выражающиеся через указанные функции статические и динамические характеристики многослойных конструкций достаточно надежно рассчитываются по тензорам конструкционных жесткостей [c.197]

Обстоятельства, определяющие форму какого-нибудь элемента конструкции или машины, обычно очень сложны и не всегда поддаются учету. Проектировщику приходится обращать должное внимание на различные факторы, чтобы добиться таких результатов, которые удовлетворяли бы всем могущим возникнуть случайностям, поскольку их можно предвидеть, хотя они иногда бывают и очень неопределенны. При проектировании машин трудно заранее учесть влияние сил инерции в быстро движущихся частях, трение и случайные нагрузки. В инженерных конструкциях, например мостах, задача определения напряжений тоже оказывается несколько неопределенной, благодаря динамическому действию неуравновешенных сил инерции локомотивов, торможению, давлению ветра и возможным комбинациям тех и других воздействий. Во всяком случае, каковы бы ни были затруднения, инженер обязан проектировать и конструировать машины и постройки с расчетом на безопасность и экономичность при всевозможных колебаниях нагрузок помочь ему могут в этом отношении только научные исследования. [c.560]

Гипотеза вязкого трения используется как удобный метод косвенного учета фактора затухания колебаний, не претендующая на раскрытие физической сущности сложного процесса рассеяния энергии колебаний в элементах машин. Опыт расчетов свидетельствует о допустимости применения этой теории к ПТМ. Параметры затухания обычно берутся из натурных испытаний машин, близких по конструкции к рассчитываемой машине. [c.105]

РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИИ НА КОЛЕБАНИЯ [c.359]

Для обеспечения нормальной работы элементов передач и подшипников валы и оси должны иметь достаточную жесткость. При недостаточной жесткости даже относительно неболь Г ие нагрузки вызывают недопустимые деформации валов и осей, нарушающие нормальную работу машин. Кроме того, при малой жесткости валов и осей возможно появление интенсивных колебаний, опасных не только для элементов данной машины, но и для окружающих сооружений. связи с этим быстроходные оси, валы и червяки, кроме расчетов на прочность и выносливость, как правило, подвергаьэтся проверке на жесткость, а в отдельных конструкциях и на виброустойчивость. При недостаточной жесткости их размеры приходится увеличивать, хотя это и ведет к излишкам материала, не требуемым по условиям прочности. [c.516]

Большое значение при создании мощных поршневых и турбомашин имели исследования по колебаниям соответствующих упругих систем. Двигателестроительные заводы были пионерами разработки расчетов коленчатых валов и валопроводов на крутильные колебания. Наряду с применением способа конечных разностей был разработан метод цепных дробей, получивший развитие в научно-исследовательских институтах для расчета вынужденных и нелинейных колебаний, а также проектирования демпферов. Для крутильных, изгибных и связных колебаний успешно разрабатываются методы электромоделирования, позволившие заранее вычислять колебательную напряженность элементов конструкций при сложной структуре как самих упругих схем (например, свойственных вертолетным трансмиссиям), так и сил возбуждения, (например, характерных для многоцилиндровых поршневых машин). [c.38]

Создавая методы расчета колебаний больших систем, приходится упрогцать расчетные модели отдельных деталей и узлов. Эти упрогцения идут по пути линеаризации подсистем и внешних нагрузок, замены гистерезисных потерь колебательной энергии в сочленениях деталей упруговязкими, рассмотрения части подсистем как абсолютно жестких и пренебрежения колебаниями по некоторым степеням свободы. Вместе с тем расчет колебаний больших систем имеет свои специфические задачи разработка расчетных моделей элементов конструкций и накопление необходимой для них экспериментальной информации создание типовых алгоритмов расчета для широкого класса машиностроительных конструкций оптимальное разделение системы на подсистемы, объем которых определяется оперативной памятью ЭЦВМ создание моделей и алгоритмов расчета, обеспечиваюгцих необходимую точность вычисления и соответствие результатов основным характеристикам реального процесса распространения колебаний оценка зависимости результатов расчета от точности задания исходной информации об отдельных элементах создание алгоритмов расчета, обеспечивающих минимальное время вычислений на ЭЦВМ и т. п. [c.4]

Современный, основанный на методе конечных элементов подход является перспективным при исследовании динамических характеристик сложных конструкций, в которых могут возникать колебания различных форм. Многоцелевые пакеты программ NASTRAN, ANSYS и MAR [4.12] давно используются многими исследователями для решения задач о колебаниях конструкций. Обычно метод конечных элементов используется для определения резонансных частот и нормальных форм колебаний. Многие из этих пакетов программ позволяют учитывать в той или иной форме демпфирование. Однако если метод конечных элементов используется для получения количественных оценок влияния вязкоупругих материалов, имеющихся в рассматриваемой конструкции, то следует быть очень внимательным, чтобы не попасть в ловушку. Опасность здесь таят как необозримо большое время расчета на ЭВМ и высокие требования при работе с комплексными числами, характеризующими жесткости, так и чрезмерное упрощение задачи при попытке получить решаемую систему уравнений, поскольку эти уравнения будут неправильно моделировать реальную задачу. [c.187]

Значительный интерес представляют методы расчета и оценки ресурса конструкций из композитов с учетом тепловых эффектов при вибрационном нагружении (рис. 4) краевых эффектов в разноориентированных композитах и системах металл—композит, а также способы определения концентрации напряжений, в том числе при низких температурах. Разработанные методы расчета конструкций из композитных материалов позволяют определять собственные частоты, перемещения и напряжения в элементах конструкций при случайном динамическом нагружении и, кроме того, оценивать их ресурс с учетом влияния повреждений на декремент колебаний. [c.17]

Многоцикловая усталость. Справедливость мнения, что турбины подвержены действию многоцикловой усталости, впервые была признана в начале 20-х гг. Многоцикловая усталость рабочих лопаток и деталей камеры сгорания неизменно сопряжена с резонансными колебаниями. Поэтому первая задача конструкторов — определение собственной частоты колебания различных деталей, в первую очередь рабочих лопаток и камеры сгорания. Вторая задача— определить возбудители колебаний, подавить их и затем рассчитать результирующие напряжения. Поскольку форма деталей камеры сгорания и рабочих лопаток сложна, расчет частоты колебаний не так-то прост. Чтобы рассчитать частоту и моду колебаний, а затем и величину локальных напряжений, приходящихся на единичный подавитель и единичный возбудитель колебаний в лопатках, применяют компьютерную программу, в основу которой положена теория сложного пучка или метод анализа конечных элементов. Помимо сведений, необходимых для расчета температуры, конструктору нужны сведения о плотности, модуле Юнга и коэффициенте Пуассона материала. В некоторых конструкциях колебания настолько серьезны, что требуется расчет специальных подавляющих устройств. В качестве таковых используют механические приспособления в виде различного вида упоров распирающих комельные части соседних лопаток, установленных на диске данной ступени. Эффективность подобных устройств оценивают посредством испытаний. В паровых турбинах возбуждение колебаний на каждом обороте ротора может быть очень значительным при впуске пара не по всей окружности турбины. В крупных па- [c.73]

В двигателях внутреннего сгорания существенными являются крутильные колебания коленчатого вала, связанного с поршневой группой. Расчетная схема такого вала представляет собой крутильную систему из дискретно расположенных массив ных элементов и упругих элементов между ними. В зависимости от конструкции эта система может быть простой, открытой или разветвленной, а также замкнутой, кольцевой. Система обладает многими собственными частотами, поэтому для опре- деления амплитуд крутильных колебаний необходимо знать амплитуды силовых воздействий, состоящих из многих гармоник. При наличии в системе вала специальных муфт проявляются нелинейные свойства, которые должны быть отражены в расчетной схеме. Демпфирование существенно снижает амплитуды в резонансных и околорезонансных областях частот возбуждения. Демпфирование не поддается предварительному расчету на основании чертежа проектируемого объекта, однако данные [c.14]

Первым шагом при определении динамических напряжений является исследование и расчет спектра собственных частот. Информация о спектре собственных частот конструктивных элементов реактора, выполненных в виде тонкостенных оболочек и взаимодействующих при колебаниях с жидким теплоносителем, является необходимой для частотной отстройки при расчете вынужденных колебаний таких элементов и анализе результатов экспериментальных исследований на моделях и натурных конструкциях. Работа [6] посвящена исследованию частот и форм собственных колебаний внутрикорпусных устройств энергетических реакторов в пей приведен анализ балочных форм колебаний внутрикорпусных устройств и соответствующих им частот. В работе [7] изучается влияние жидкости аа собственные частоты. [c.150]

Вводные замечания. В отличие от критериев потери З стойчивости, формулируемых через интегральные характеристики конструкции (критические нагрузки и частоты собственных колебаний) и имеющих поэтому интегральный характер, критерии разрушения конструкции, точнее, критерии разрушения конструкционного материала, имеют локальный характер. Действительно, разрушение по своей сути есть нарушение сплошности, целостности конструкционного материала, т. е. фундаментальное изменение свойств отдельных элементов его микроструктуры, проявляющееся, однако, в той или иной степени на всех структурных уровнях конструкционного материала. Вследствие этого оценка состояния конструкции по критериям разрушения любого структурного уровня сводится к анализу полей деформаций или напряжений в отдельных точках занимаемого ею пространства. Исследование полей, определяющих НДС конструкции, в общем случае связано с большим объемом вычислительных работ, что является принципиальным препятствием к использованию такого подхода при решении ряда практических задач и в первую очередь задач оптимального проектирования оболочек из композитов. В связи с этим представляются важными поиск и применение средств приближенного анализа конструкций на прочность. Поскольку процесс разрушения конструкций из композитов оказывается весьма сложным явлением (см. 1.9.1), то характер принимаемых в расчете на прочность приближений должен, очевидно, определяться конкретным содержанием рассматриваемой задачи. С общих позиций заметим следующее приближенный анализ конструкции на прочность может основываться на использовании [c.151]

Книга Д. В. Гельфгата Прочность автомобильных кузовов целиком посвящена вопросам прочности кузовов-фургонов и автобусных кузовов на изгиб при статическом нагружении по балочной схеме. В книге Я. Павловского Автомобильные кузова наряду с проблемами проектирования кузовов различного назначения на основе различных расчетных схем дано описание нагрузок на автомобиль и их распределение по кузову расчет элементов конструкции кузовов включает расчет на изгиб, кручение, местную потерю устойчивости, колебания. [c.8]

В 1971 году в издательстве Наука вышел в свет сборник оригинальных работ Степана Прокофьевича Тимошенко Устойчивость стержней, пластин и оболочек , который был полностью просмотрен и одобрен автором. В этом сборнике дан был очерк жизни и научного творчества С. П. Тимошенко. Предлагаемый вниманию читателей сборник также был просмотрен автором и составлен согласно его желанию, хотя и выходит он уже после смерти С. П. Тимошенко, произошедшей 29 мая 1972 года в городе Вуппертале (Федеративная Республика Германия) на девяносто четвертом году жизни. Здесь содержатся двадцать шесть оригинальных работ С. П. Тимсшечко по проблемам прочности и колебаний элементов конструкции. Эти исследования посвящены изучению резонансов валов, несуш,их диски, эффективному анализу продольных, крутильных и изгибных колебаний прямых стержней посредством использования энергетического метода и применению общей теории к расчету мостов при воздействии подвижной нагрузки, вычислению напряжений в валах, лопатках и дисках турбомашин, расчету напряжений в рельсе железнодорожной колеи как стержня, лежащего на упругом сплошном основании, при статических и динамических нагружениях. Детально рассмотрены важные вопросы допускаемых напряжений в металлических мостах. [c.11]

Расчеты на прочность оболочки (корпуса) и других элементов гладких взрывных камер производятся исходя из однократного воздействия на них импульсной нагрузки. Параметром, определяющим характер взаимодействия нагрузки с конструкцией, является отношение времени действия давления к периоду ее собственных колебаний. Обычно это отношение составляет 0,12—0,30. Нагружение конструктивных элементов невакуумируемых взрывных камер осуществляется воздушной ударной волной, а вакуумируемых — потоком разлетающихся продуктов детонации. Задача решается в два этапа 1) определяются нагрузки, действующие на элементы камеры 2) рассчитываются их деформации и возникающие напряжения, которые не должны превышать допускаемые. Так, расчет основного несущего элемента камеры-оболочки сводится к решению уравнения, описывающего вынужденные колебания системы с одной степенью свободы [c.268]

Согласно ГОСТ 25859-83 [146], в нормах и методах расчета сосудов и стальных аппаратов на прочность при малоцикловых нагрузках к режиму малоциклового нагружения относятся нагрузки с размахом колебаний 15% для углеродистых и низколегированных сталей и 25% для аустенитных сталей от допускаемого значения, установленного при расчете на статическую прочность, при числе главных циклов нагружения сосуда от давления, стесненности температурных деформаций и др. от 10 до 5x10 за все время эксплуатации. Подобные критерии отнесения к циклическим нагрузкам применимы и к другим элементам конструкций. [c.227]

Для элементов конструкций круговой цилиндрической формы, расположенных на большой высоте, необходимо производить поверочный расчет на резонанс (в поперечном к ветру направлении), когда периоды срыва вихрей ветра равны периоду собственных колебаний конструкции, при критической скорости ветра Уир = 5djx, где d — диаметр элемента конструкции (м), для конструкций с малой коничностью (с уклоном не более 0,01) — диаметр его сечения на уровне 2/3 высоты т период собственных колебаний при условии < у р < 25 м/с [0.60, 30,31, 35, 46, 48, 49], где q выбирается из табл. 1.2.12. При проверке на резонанс амплитуда интенсивности аэродинамической силы Р (z) (Н/м) на уровне г при колебаниях элементов металлической конструкции круговой цилиндрической формы Р z) = = Р (г) [0.60 ], где Ро — амплитуда интенсивности на уровне свободного конца балки консольного типа или в середине пролета однопролетной шарнирно опертой балки, Ро —v ipd/6,4 а (г) — относительная ордината прогибов для первой формы собственных колебаний для двухопорной балки, шарнирно опертой по концам, а (г) = sin лг//. [c.58]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...