principy
vibrace používané k měření velikosti intenzity, velikost vibrací může být výchylka vibrátoru, rychlost nebo zrychlení. Pokud množství vibrací překročí povolený rozsah, zařízení bude mít větší mechanické zatížení a dynamický hluk, což má vliv na jeho výkon a životnost, může způsobit vážné selhání prvních komponentů. Například zlomení lopatky turbíny v důsledku vzniklých vibrací může způsobit vážné nehody. Vzhledem k rostoucí složitosti moderní mechanické struktury, zvyšující se rychlosti pohybu, nebezpečí vibrací je výraznější. Naopak použití principu vibračního stroje by mělo vyvolat očekávané vibrace. V oblasti strojírenství, stejně jako vibrace kapaliny, a vibrace pevné a kapalinové vazby vibrací kromě pevných látek. Náraz vzduchového kompresoru je vibrace tekutiny.
pouze kinetický model známého mechanického zařízení a externí buzení založené na pracovních podmínkách za účelem analýzy dynamických charakteristik Mechanické vlastnosti zařízení. Dynamická analýza zahrnuje: ① výpočet nebo měření inherentních charakteristik vlastních frekvencí mechanického zařízení, tvarů režimů, tuhosti a tlumení. Vlastní charakteristiky mohou identifikovat příčiny generování vibrací, zabránit rezonanci a poskytnout základní data pro další dynamickou analýzu. ② vypočítané nebo určené dynamicky v reakci na posun, rychlost, zrychlení, fázi, spektrální a vibrační časovou historii a další relevantní bod, kdy je mechanické zařízení pod napětím, podle schopnosti vyhodnocení dynamické odezvy mechanického zařízení odolávat vibracím a nárazům, najít jejich slabé stránky a odpadové propojení poskytují základ pro lepší design. Pohybové rovnice mechanického systému mohou být také reprezentovány modálním parametrem nazývaným modální analýza. ③ Analýza Dynamická mechanická stabilita výpočetního zařízení pro určení, že mechanické zařízení je nestabilní, tj. v kritických podmínkách se generují samobuzené vibrace. Zajistěte, aby mechanické zařízení při plném výkonu a stabilním provozu nezpůsobovalo samobuzené vibrace.
typ
je nejjednodušší mechanická vibrace částicová harmonická vibrace. Jednoduchý harmonický pohyb je sinusovou funkcí v průběhu sportu v čase. Takové chvění může být považováno za výsledek této roviny při promítání svislé osy rovnoměrným kruhovým pohybem ve svislé rovině bodu. Jde o vibrační posun
x ( t ) = Acos ωt
kde a je amplituda, tj. maximální odchylka od rovnovážné polohy, tj. maximální vibrační výchylka; t je čas; ω je úhlová frekvence (2π krát frekvenční sinusoida). Je to rychlost vibrací
d x / d t = ωA sin ( ωt + π / 2)
je to zrychlení vibrací
d2x / dt2 = ω2Asin (ωt + π)
je reprezentován vektorovými vibracemi. Vektor konstantní úhlové rychlosti ω ve směru otáčení proti směru hodinových ručiček, vektor posunutí formy (velikost vektoru) je amplituda A , vektor rychlosti formy je velikost rychlosti ωA , režim zrychlení je velikost vektoru zrychlení ω 2A. 90 ° k rychlosti posunu, než je vektor posunutí, zrychlení vede k poměru MV 180 °. Vibrace začíná, tento bod není v rovnovážné poloze, kterou lze vyjádřit posunutím
x ( t ) = A sin ( ωt + ψ)
kde [Psi] je počáteční fáze. Doba potřebná k dokončení cyklu vibrací se nazývá. Tj. převrácená hodnota počtu vibrací za jednotku času, označovaná jako frekvence. Vibrace s pevnou periodou, periodou, která uplynula po začátku cyklu, se vrátil do stavu, který se nazývá periodické vibrace. Jakákoli periodická funkce, pokud jsou splněny určité podmínky, může být rozšířena do Fourierovy řady. Neharmonický vibrační cyklus lze tedy rozložit na řadu jednoduchých harmonických pohybů. Neexistuje žádná pevná perioda kmitů, nazývá se to neperiodické vibrace, např. aperiodické vibrace rotujícího stroje nastávají nejprve při spouštění, kdy vibrace generuje pouze cyklus rotujícího stroje pro dosažení rovnoměrné rotace.
Systém se skládá z prvků hmoty, tuhosti a tlumení kompozice ve formě zvané mechanický systém. Vlastní mechanické struktury jsou obecně složitější, při analýze problémů s vibracemi je často nutné je zjednodušit několika „nepružnými“ kvalitními a mechanickými modelovými „bezhmotnými“ elastickými prvky, které se skládají z mechanického systému, který se nazývá systém pružina-hmotnost. S charakteristikou elastické tuhosti pružinového prvku je znázorněna, je třeba zkrátit nebo pružiny na jednotku délky protažení působí síly. Například karoserie vozidla a přední a zadní náprava jako hmota, pneumatika a talířová pružina jako pružný člen, přičemž každý článek má rozptyl vibrační energie působící jako tlumič, tři dohromady tvoří mechanický vibrační systém automobilu.
Systémy SDOF Počet nezávislých souřadnic určujících požadovaný pohybový stav mechanického systému, označovaný jako počet stupňů volnosti systému. Analýza vibrací musí ignorovat skutečnou mechanickou konfiguraci určitých sekundárních faktorů, jedná se o zjednodušený kinetický model, který určuje počet stupňů volnosti. Zjednodušené závisí na hlavních funkcích samotného systému a přesnosti analýzy požadovaných výsledků a nakonec prostřednictvím pole pro zjednodušení jsou výsledky testů správné. Nejjednodušší systém je systém pružina-hmotnost s jedním stupněm volnosti, je to systém, který se skládá z pružiny a hmotu skládající se pouze z jedné souřadnice lze určit nezávisle na jejím pohybu. Protože případ může být zvolen jako nezávislé souřadnicové lineární posunutí, úhlové posunutí může být zvoleno jako nezávislé souřadnice. Vibrační systém v liniově nezávislých souřadnicích posunutí, nazývaný lineární vibrace. Úhel natočení souřadnic posunutí nezávislých na vibračním systému, nazývaný torzní vibrace.
Systém MDOF jsou praktické inženýrské problémy s vibracemi, často vyžadují více stupňů volnosti zjednodušený systém dvou nebo více stupňů volnosti. Například, když pouze vertikální vibrace ve vertikálním směru zkoumají automobily, které mají být sníženy na jeden stupeň volnosti, systém popsal jejich lineární posun. Když vertikální vibrace automobilu a kývání tam a zpět, měly by být redukovány na čáru a úhlové posuny, které také popisují dva stupně volnosti pohybových systémů. Systémy 2 stupňů volnosti mají obecně dvě různé hodnoty vlastních frekvencí. Když je systém podle některé z přirozených frekvencí volných vibrací, nazývá se hlavní vibrace. Při primárním vibračním systému je určen systém s vibračními režimy, nazývaný primární vibrační režim. A přirozená frekvence primárního vibračního režimu je určena pouze, bez ohledu na počáteční podmínky ve fyzikálních vlastnostech samotného systému. Systém více stupňů volnosti mající množství vlastních frekvencí, nejnižší vlastní frekvence jako vlastní frekvence prvního řádu, označovaná jako základní frekvence. Studie příčného kmitání paprsku, u paprsku je nutné použít neomezený počet průřezů každého okamžitého pohybového stavu je popsán pohyb paprsku. Paprsek je tedy nekonečný počet stupňů volnosti systému, známého také jako spojité systémy. Tětiva, pruty, fólie, panely, tuhost a hmotnost stejného nosníku skořepiny má rozložení vlastností. Jedná se tedy o nekonečný počet stupňů volnosti se spojitým systémem, nazývaným také distribuční systém.
mechanické vibrace mají různé metody klasifikace. Z důvodu vibrací lze rozdělit na volné vibrace, vynucené vibrace a samobuzené vibrace; podle zákona lze rozdělit na jednoduché harmonické vibrace, na neharmonické a náhodné vibrační cykly; podle vibračních charakteristik lze parametry struktury rozdělit na lineární vibrace a nelineární vibrace; podle charakteristiky vibračního posunu lze rozdělit na lineární vibrace a torzní vibrace. Po
volné vibrace
k odstranění vázaných nebo excitačních, vznikajících mechanických vibrací. Vibrace se spoléhají na svou pružnou vratnou sílu, aby se udržela, když dojde k tlumení vibrací, bude postupně slábnout. Volná frekvence vibrací závisí pouze na fyzikálních vlastnostech samotného systému, označovaných jako vlastní frekvence systému.
Nucené vibrace
mechanický systém buzený nepřetržitě generovanými vnějšími vibracemi. Harmonické buzení je nejjednodušší trvalé buzení. Vynucené kmitání se skládá z přechodného kmitání a kmitání v ustáleném stavu. Ve vibrační periodě se začnou objevovat časově proměnné vibrace, nazývané přechodné vibrace. Po krátké době přechodné chvění zmizí. Systém nepřetržitě získává z vnější energie pro kompenzaci energie rozptýlené tlumičem, je možné vytvořit konstantní amplitudu vibrací, frekvenci vibrací a stejnou frekvenci buzení, označovanou jako vibrace v ustáleném stavu. Například, pevné na obou koncích uprostřed příčníku namontovaného budiče, kontinuální amplituda vibrací po krátké době aktivace paprsku budiče je provedena v ustáleném stavu vibrací, frekvence vibrací je stejná jako u budiče. Když systém působí vnější silou nebo jinou vstupní akcí, která je vyvolána v reakci na odpovídající výstup. Když se frekvence blíží vlastní frekvenci vnějšího budícího systému, amplituda systému se dramaticky zvýší. Frekvence buzení se rovná systémové rezonanční frekvenci rezonance. Při návrhu a použití je třeba zabránit mechanické rezonanci. Například, aby byl zajištěn bezpečný provoz rotačního stroje, pracovní rychlost hřídele by měla být v rozsahu, který je mimo každou z prvních kritických rychlostí.
samobuzené vibrace
v nelineárních vibracích je systém zachován pouze vlastními vibracemi generovanými buzením. Kromě samobuzeného vibračního systému s vlastním vibračním prvkem, ale také s neoscilační energií, a zpětnovazebním regulačním prvkem spojky. Tak, jehož nepřítomnost může také vytvořit stabilní období, kdy vnější vibrace buzení, k udržení samobuzené vibrace střídavým pohybem samotné síly a je řízena zpětnovazebním a ovládacím prvkem. Zastavení vibrací, tato střídavá síla zmizela. A počáteční podmínky samobuzených vibrací nezávislé na frekvenci rovné nebo blízké vlastní frekvenci. Třepotání letového křídla letadla, pohyb stolu stroje nízko na posuvném vedení, houpání kyvadla hodin a vibrace strun jsou samobuzené vibrace.
Vibrace
Od aplikací mechanické impedance, identifikace systému a technik modální analýzy bylo úspěšně vyřešeno mnoho složitých problémů s vibracemi. V případě známého buzení, vibrační charakteristiky konstrukce systému, je nutné reagovat na splnění požadavků, konstrukce nazývané vibrace. Systematické studium za podmínek známých charakteristik buzení a odezvy systému, tj. matematický model vibračního systému metodou experimentálních dat a matematické analýzy kombinace, známé jako identifikace systému. Pokud je znám obecný tvar pohybové rovnice mechanické struktury, zjednodušená identifikace systému identifikace parametrů. Identifikace parametrů může být provedena ve frekvenční doméně může být provedena v časové doméně, zatímco ostatní musí být ve frekvenční doméně a časové doméně. Studium charakteristik excitace a odezvy známého systému, známého jako environmentální předpověď. Návrh vibrací, identifikace systému a predikce prostředí lze shrnout jako tři základní prvky moderního studia vibrací. V oblasti strojírenství zaujaly také stroje a zařízení pro zajištění bezpečného a spolehlivého provozu, sledování vibrací a diagnostika mechanických konstrukcí. Ve výzkumné metodě se využívá měření vibrací v kombinaci s teoretickou analýzou a výpočtem.
antivibrační opatření
Při navrhování strojů a zařízení by měly být pečlivě navrženy s ohledem na objekt, ve kterém se vibrace vyskytují: lineární nebo nelineární vibrace; úroveň vibrací; vibrace způsob řízení velikosti povoleného rozsahu. To je třeba řešit při rozhodování o konstrukčním problému. Když vibrace stávajících strojů a zařízení překročí povolený rozsah, je třeba přijmout opatření k tlumení. Za účelem snížení vibrací samotného stroje lze konfigurovat různé typy tlumičů. Ke snížení účinků mechanických vibračních zařízení na okolní prostředí nebo ke snížení účinků vibrací na okolní prostředí, stroje a zařízení lze přijmout opatření k izolaci vibrací. Když systémy jsou přechodné buzení, jeho síla, výchylka, rychlost, zrychlení, jev náhlé změny, známý jako šok. Obecné stroje a zařízení odolávají nárazu slabého, ale nemohou si dovolit silný náraz. Za účelem ochrany strojů a zařízení, protože nejsou silné otřesy a mohou být přijata opatření ke zmírnění dopadu otřesů. Letadlo přistává, pneumatiky, vzpěra podvozku a nárazník, v tomto pořadí, a pohlcují část energie nárazu, aby bylo chráněno bezpečné přistání. Základním způsobem snížení mechanického hluku je především ovládání zdroje vibračního hluku, v případě potřeby lze tlumič vyřadit.
studium historie
1656 ~ 1657 let Nizozemí C. Huygens poprvé navrhl teorii fyzického kyvadla a vytvořil mechanické kyvadlové hodiny. Počátkem 20. století se problémy s mechanickými vibracemi soustředily na zamezení rezonance, proto je pro určení mechanické struktury zaměřit se na vlastní frekvence a tvary módů. 1921, Německo H. Holzer navrhl vlastní frekvence a tvary režimů vypočteného řešení torzních kmitů hřídele. Ve 30. letech 20. století začal výzkum vyvíjet mechanické kmitání od lineárního kmitání až po kmitání nelineární. Od 50. let 20. století se studie vývoje mechanických vibrací od vibrací řídí pravidly pravděpodobnosti a statistickými metodami k popisu náhodných vibrací nepravidelných vibrací ── jeho zákonitostí. Od vývoje teorie automatického řízení a počítače a mnohastupňové volnosti v minulosti se potíže s výpočetním systémem, kterými jsem, skutečně staly problémem, který lze snadno vyřešit. Rozvoj teorie vibrací a experimentálních technik se stává důležitým nástrojem pro analýzu vibrací ve strojírenství.