тельных перемещений и соответствующих напряжений значительно возрастает. Опасны состояния неустойчивого колебательного движения, при которых возможно нарастание во времени перемещений.
Как правило, большие переменные напряжения, связанные с колебательными явлениями и с потерей устойчивости, приводят, в конце концов, к усталостным поломкам деталей машин. Усталостные поломки составляют подавляющую долю повреждений машин.
Другая вредность колебаний заключается в том, что независимо от влияния на прочность колебания влияют на движение. Налагаясь на предписанный конструктором закон движения того или иного рабочего органа машины, колебания могут его существенно исказить, в результате чего машина не сможет выполнять свою задачу так, как она была задумана. Колебания изменяют кинематические свойства, которые конструктор и потребитель ожидают от машины или механизма. Возможны случаи, когда отдельные детали должны двигаться с сохранением между ними строго установленного зазора (или каких-нибудь других геометрических параметров); колебания же, связанные с упругим деформированием деталей, способны не только изменить величину зазора, но и полностью его исключить и вызвать соударения или заклинивания деталей.
Колебания, помимо их влияния на машины, оказывают также вредное влияние на людей, обслуживающих машины, или пассажиров транспортных машин (самолетов, космических кораблей, автомобилей, железнодорожных вагонов и др.)
Следует отметить и полезное значение колебаний. Поскольку действие колебаний во многих случаях имеет разрушительный характер, оно будет полезно тогда, когда его можно использовать для технологических процессов, связанных с разрушением, измельчением, рассеиванием, а также перемещением материала. Так, существуют вибромельницы, производящие измельчение материала, доводящие размер отдельных частиц до нескольких микрон, кроме того, вибропогружатели свай, с помощью которых облегчается проникновение свай в грунт за счет периодических импульсов, вибротранспортеры и др.
Другое полезное значение колебаниймы имеем в антивибрационных устройствах — гасителях колебаний. Эти устройства основаны на том принципе, что, будучи присоединенными, к колеблющемуся объекту, они начинают сами колебаться, в результате чего некоторые из колебаний основного объекта исчезают или снижаются до минимума. Таким образом, умышленно допущенные колебания оказывают полезное действие: с их помощью успокаиваются колебания основного объекта.
Наконец, колебательные явления используются в приборах, служащих для измерения колебаний. К таким приборам относятся виброметры" и акселерометры, в которых колебания несут полезную службу - дают информацию о колебаниях объектов, к которым они присоединены.
Вопросы устойчивости, относящиеся к машиностроению, можно условно разделить на две группы. К первой группе относятся вопросы устойчивости формы конструкции или элементов машины при действии внешних постоянных или переменных сил (статическая и динамическая устойчивость). Ко второй группе относятся вопросы устойчивости собственно движения, иными словами, нечувствительности параметров, движения механизма к малым возмущениям. Вторая группа вопросов имеет непосредственное отношение к колебаниям, так как потеря устойчивости обычно связана с возникновением колебаний около номинального движения, происходящих с нарастающим размахом и приводящих к искажению движения и разрушению.
При рассмотрении колебаний тех или иных объектов современного машиностроения характерно то, что учитываются такие специфические особенности деталей и конструкций, как наличие зазоров и смазки в сопряжениях, свойства магнитного поля в электрических машинах, влияние гидродинамических сил в подшипниках скольжения, закономерности деформирования материалов и др. В связи с этим, экспериментальное исследование приобретает существенное значение. Характерным для современного применения теории колебаний в инженерном деле является то, что наряду с классическими методами аналитической механики широко используются различные специальные методы анализа и расчета, позволяющие достаточно эффективно и быстро, без интегрирования систем дифференциальных уравнений получать готовый результат. К этим методам относятся: метод импеданса и адмитанса для определения частот и амплитуд, установившихся колебаний. Кроме того, применяются различные приближенные методы: энергетический, метод последовательных приближений и др.
Возможность применения тех или иных математических методов к реальным объектам - машинам и механизмам - со всей указанной выше их спецификой обусловлена допустимостью рассмотрения вместо этих объектов - некоторых идеализированных схем, заменяющих их и отражающих их свойства с большей или меньшей степенью приближения. Таким образом, стремление к анализу и к количественной оценке явлений приводит к необходимости рассматривать некоторые искусственно созданные схемы-модели, называемые механическими системами, обладающие ограниченным числом свойств и допускающие применение теоретического анализа.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.