Механический резонанс

Всякая механическая упругая система имеет так называемую собственную частоту колебаний. Если какая-либо сила выведет эту систему из равновесия (деформирует ее каким-либо образом, не переходя предела упругости), а затем перестанет действовать, то система будет некоторое время колебаться около своего положения равновесия. Частота этих Колебаний и называется собственной частотой колебаний системы. Скорость их затухания зависит от упругих свойств и массы системы и ее деталей, а также от сил трения и не зависит от значения силы, вызвавшей колебание.

Вели сила, выводящая механическую систему из равновесия, будет меняться с частотой, равной частоте собственных колебаний системы, то на деформацию одного периода будет накладываться деформация следующего периода и система будет раскачиваться со все возрастающей амплитудой, теоретически до бесконечности. Естественно, что никакая конструкция не может противостоять такой все возрастающей деформации и разрушается.

Совпадение частоты собственных, колебаний с частотой изменения электродинамической силы называется механическим резонансом.

Полный резонанс наблюдается при точном совпадении частоты колебаний силы с частотой собственных колебаний конструкции и равных положительных и отрицательных амплитудах, частичный – при неполном совпадении частот и неравных амплитудах.

Для избегания механического резонанса необходимо, чтобы частота собственных колебаний конструкции отличалась от частоты изменения электродинамической силы. Лучше, когда частота собственных колебаний лежит ниже частоты изменения силы. Подбор требуемой частоты собственных колебаний можно производить различными способами. Для шин, например, этого можно добиться путем изменения длины свободного пролета.

Для подсчета собственной частоты колебаний шин рекомендуется формула

(2-64)

где l – пролет между изоляторами, см; E – модуль упругости. Па; J – момент инерции относительно оси, перпендикулярной направлению изгиба, см⁴; – вес единицы длины шины, Н/см; k – коэффициент, зависящий от характера крепления шин: k = 112 при жестком креплении шин и изоляторов; k = 78 при свободном креплении на одной опоре и жестком – на другой; k = 49 при шинах, свободно лежащих на опорах.

ГЛАВА 3 ОСНОВЫ ТЕПЛОВЫХ РАСЧЕТОВ

Дата добавления: 2014-10-15