Исследования вынужденных

Для исследования выносливости металлов при повышенных температурах на базе машины типа ВКН создана микромашина ВТН, которая по механическим нагрузкам и возможным режимам испытания полностью аналогична базовой модели. Рабочая температура до 1000 °С, среда — инертная (вакуум или инертный газ). На микромашине при использовании соответствующих захватов и приспособлений можно испытывать образцы различных форм и размеров — длиной до 100 мм и площадью поперечного сечения до 3 мм2.

Для исследования выносливости металлов в таких условиях нами разработан [88, 89] ряд устройств, принципиальные схемы которых показаны на рис. 11.

Нами [ 89] разработана установка для исследования выносливости метала с независимым приводом для перемещения-контртел (рис. 11, в). Консольно закрепленный и циклически изгибаемый образец 2 помещен между вертикально подвижным нагружающим контртелом / и горизонтально подвижным контртелом 3, имеющим индивидуальный привод, что позволяет в широких пределах изменять скорость и амплитуду его перемещения. Рабочая среда в зону трения подается с помощью специальной ванны или Капельным методом.

На примере исследования выносливости образцов из стали 45 с протектором в виде электролитически осажденного цинкового пояска показано [20], что протекторная защита существенно повышает сопротивление коррозионной усталости стали в любом структурном состоянии. Степень защиты зависит от обработки детали (табл. 23). Наиболее высокий эффект

Пионером в области усталостной прочности был также проф. А. М. Воропаев. Его исследования выносливости чугуна впервые в мировой практике выполнены в первые годы XX ст. на кафедре сопротивления материалов КПИ и не потеряли своего значения в настоящее время.

Несущие канаты. Исследования выносливости несущих канатов проводились на канатах закрытого типа диаметром 36—42 мм при нагрузках и натяжениях, близких к действительным. По канату длиной 6 м перемещалась одно- или двухколесная тележка и изучалось влияние на долговечность каната величины запаса прочности, формы и материала обода колеса, величины давления на колеса и неравномерности нагрузки их [1—5]. Испытания велись до разрушения одной трети наружных проволок. Попутно проводилось также тензометрическое определение напряжений изгиба в наружных проволоках каната.

Исследования выносливости канатов 163

Подъемные и тяговые канаты. Исследования выносливости канатов на блоках весьма многочисленны и освещены в обширной литературе. Однако многие вопросы остаются все же недостаточно изученными и дискуссионными; кроме того, возникают новые задачи в связи с повышенными требованиями к долговечности канатов, например создание высокопрочных канатов, канатов с уплотненным металлическим сечением, использование полимерных материалов.

Исследования выносливости канатов при работе на футерованных блоках проводились на канатах диаметром 13,5 мм типа ЛК-Р (ГОСТ 2688 — 55) при запасах прочности 3 — 6 и относительных диаметрах блоков 20 — 30. Для сравнительных целей канаты испытывались в равных условиях на стальных блоках и на блоках с капроновой футеровкой, залитой в обод сварного блока.

Исследования выносливости канатов 165

A. И. Дукельский. Исследования выносливости канатов...... 161

Обсуждаются . методы исследования вынужденных колебаний и связанные с ними понятия.

ляются моногармоническими с частотой kr = очевидно, что для исследования вынужденных колебаний могут быть использованы все приемы, изложенные выше для одномассовых моделей.

В последнее время для гашения крутильных колебаний часто применяют различные соединительные муфты с нелинейными характеристиками жесткости. Колебание систем, которые содержат элементы с нелинейными характеристиками, кардинально отличается от колебаний линейных систем прежде всего тем, что при вынужденных колебаниях появляются дополнительные гармоники перемещений, причем более высокие и более низкие, чем те, которые имеют возбуждающие силы и моменты. Кроме того, при нелинейности системы значительно сложнее определить устойчивость движения, которая в этом случае исследуется, обычно, приближенно, причем иногда бывает достаточно приближенно учитывать только одну (главную) гармонику. Имеется несколько приближенных методов исследования вынужденных колебаний нелинейных систем [171], [189]. Мы остановимся на методе Г. Швейссингера [187].

Результаты исследования вынужденных колебаний системы с периодически изменяющейся жесткостью на аналоговой вычислительной машине. Следует подчеркнуть, что под анализом вынуж-

В работе исследуются собственные и вынужденные колебания ротора от неуравновешенности. Показано влияние негироскопической распределенной массы вала на зависимость собственных частот ротора от его скорости вращения. Построены первые три собственные формы колебаний, причем вторая и третья соответствуют так называемой узловой точке частотной характеристики. По результатам исследования вынужденных колебаний построены формы упругих линий ротора при двух значениях скорости вращения.

2. Для исследования вынужденных колебаний под воздействием статической неуравновешенности нижней массы запишем краевые условия (4) с необходимыми изменениями

аи частотные характеристики системы. Показывается ее специфический вид, обусловленный взаимодействием гироскопических и негироскопических распределенных масс. Приводятся результаты исследования вынужденных колебаний от неуравновешенности.

Для экспериментального исследования вынужденных поперечных колебаний стержневого элемента с сосредоточенной массой посередине был создан стенд, общий вид которого показан на рис. 1.

Рис. 1. Общий вид стенда для экспериментального исследования вынужденных колебаний стержневых элементов

Также были проведены экспериментальные исследования вынужденных колебаний стержневых элементов, выполненных из дюралюминия марки Д16АТ. Этот материал обладает весьма малой демпфирующей способностью. При резонансных колебаниях таких образцов потери энергии от внешнего аэродинамического трения становятся на порядок выше величины потерь от внутреннего трения.

Анализ результатов экспериментального исследования вынужденных поперечных колебаний стержневых систем показал, что при расчете резонансных колебаний таких систем необходимо учитывать как внутреннее рассеяние энергии в материале, так и внешнее рассеяние энергии, связанное с сопротивлением среды перемещений колеблющейся системы.