Изгибными колебаниями

Однако им свойственен также ряд недостатков: повышенная хрупкость, недостаточная термостойкость (способность выдерживать без разрушения резкие изменения температуры), низкая сопротивляемость растягивающим и изгибающим нагрузкам, большая плотность по сравнению с материалами органического происхождения. Из этих материалов ке всегда модно изготовить компактную конструкцию.

Испытанию на сжатие подвергают образцы напыленного материала, отделенные от основы. Этот метод имеет два существенных недостатка. Во-первых, образец должен иметь толщину не менее 5 мм, вследствие чего по своему строению, а главное, по величине внутренних напряжений, он значительно отличается от «корковых» изделий, толщина которых обычно не превышает 2—3 мм, не говоря уже о покрытиях, толщина которых составляет десятые доли миллиметра. Во-вторых, «корковые» детали подвергаются главным образом изгибающим нагрузкам и поэтому прочность на сжатие не характеризует их материала.

силы от шатунов, преобразует возвратно-поступательное движение поршней, связанных с шатунами, во вращательное движение. Во время работы двигателя коленчатый вал передает крутящий момент к трансмиссии и некоторым механизмам, подвергаясь при этом крутильным колебаниям и изгибающим нагрузкам.

при отрицательном — она работает на сжатие (рис. 26, б), что особенно важно для хрупкого твердого сплава, плохо сопротивляющегося изгибающим нагрузкам.

Рычаги, как и большинство других наиболее распространенных деталей машин, до последнего времени делали из металла, так как они 'подвергаются преимущественно изгибающим нагрузкам, а в быстроходных машинах — динамическому воздействию.

Однако крепление зацепами обладает недостатками. Габаритная длина пружины растяжения за счет зацепов всегда больше, чем пружин сжатия одинаковой гибкости. Зацепами трудно обеспечить центральное приложение нагрузки; пружина подвергается дополнительным изгибающим нагрузкам, а в самих зацепах возникают высокие напряжения изгиба, которые могут привести со временем к появлению остаточных деформаций. Вследствие деформации зацепов и участков перехода зацепов в спираль, пружина вытягивается и теряет упругие характеристики. Пружины растяжения могут

тивлению изгибающим нагрузкам сравнимы с корпусами равного веса, изготовленными из лучших конструкционных материалов. Однако на оптимальной глубине Р = Ртт сопротивление изгибу увеличивается у стеклянного корпуса по меньшей мере в 3 раза по сравнению с другими материалами.

изгибающим нагрузкам (осо-

ударным и изгибающим нагрузкам абразивного

Керамическая связка обладает высокой огнеупорностью, водоупорностью, химической стойкостью, хорошо сохраняет профиль рабочей кромки круга, но чувствительна к ударным и изгибающим нагрузкам. Применяются плавящиеся и спекающиеся керамические связки. Абразивный инструмент из электрокорунда изготовляется на плавящихся связках, а из карбида кремния — на спекающихся. Круги из электрокорунда более прочны, чем круги из карбида кремния.

Механическая обработка ферритов. В процессе спекания происходит значительная усадка (до 20%) ферритовых изделий, которая для деталей даже одной партии не является одинаковой. При прессовании необходимо предусматривать припуск под механическую обработку. Поскольку ферриты обладают высокой твердостью, повышенной хрупкостью и слабым сопротивлением ударным и изгибающим нагрузкам, их нельзя обрабатывать точением, фрезерованием, сверлением. Одним из основных методов механической обработки является шлифование.

При сооружении специальных низкочастотных глушителей, когда снижение шума в области высоких частот не имеет значения, могут быть использованы кассеты, собираемые из листов кровельного железа, задемпфированного хлопчатобумажной или минеральной ватой (глушитель типа «В» с пластинами типа III). Стальные или дюралевые неперфорированные листы толщиной 0,4— 0,5 мм укрепляют в таком глушителе на деревянной или металлической раме. По периметру рамы помещен валик из ваты, обернутый марлей с закатанной внутрь проволокой 6=3 мм. В этом типе глушителя незначительные по амплитуде компоненты высоких частот шума поглощаются в каналах пористым звукопоглощающим материалом, а компоненты низких частот — глушатся изгибными колебаниями пластин.

В большинстве случаев усталостные разрушения лопаток вызываются изгибными колебаниями первой формы. Собственная частота по первой изгибной форме для рабочих лопаток компрессора составляет 150—1500 Гц, рабочих лопаток турбины — 400— 2000 Гц, а лопаток турбонасосного агрегата (ТНА) — до 7000 — 10 000 Гц.

Однако поскольку в случае прямой прецессии при обычных для дисков соотношениях размеров Лфикт <С 0, полной аналогии с плоскими изгибными колебаниями здесь нет; в частности, именно поэтому обычно имеет место только одна (а не две) критическая скорость. Если перенумеровать корни уравнения (II 1.34) так, чтобы было: zli2 — корни 'первого множителя (т. е. корни частотного уравнения прямой прецессии); гзл — корни второго множителя (т. е. квадраты критических скоростей обратной прецессии), то легко видеть, что определенные формулами (III. 18) величины Р3 и />4 всегда равны нулю, т. е. усилия от небаланса всегда ортогональны к собственным формам колебаний, соответствующим обратной прецессии. В самом деле из (II 1.18) и (II 1.37) следует, что

В связи с этим крутильные колебания в редукторе обязательно сопровождаются изгибными колебаниями валов, что необходимо учитывать при выборе эквивалентных схем и составлении уравнений движения редуктора.

Уравнения, аналогичные (52), получаются и для систем с крутильными и изгибными колебаниями.

Пусть геометрическая форма лопаток и их установка на диске таковы, что система имеет прямую поворотную симметрию, обладая одновременно плоскостью зеркальной симметрии, нормальной к оси системы. Тогда взаимодействие между изгибными колебаниями лопаток в окружном направлении и колебаниями жестко закрепленного диска, недеформируемого в своей срединной плоскости, отсутствует. В этих условиях параметр связи равен нулю, взаимная интерференция частотных функций отсутствует, пересечения их сохранятся, и эта часть спектра основной системы качественно совпадет с соответствующей частью объединенного спектра парциальных систем. В то же время, связанность семейств изгибных колебаний лопаток в направлении оси системы с изгибными колебаниями диска сохранится, четко проявится взаимная интерференция соответствующих парциальных частотных функций. Сохранится она и для семейства крутильных колебаний лопаток. На рис. 6.13 приведен спектр собственных частот упругого диска, несущего радиально расположенные консольные стержни постоянного (прямоугольного) сечения. Здесь хорошо видна деформация спектра при изменении ориентации главных осей сечения стержней относительно оси системы. При (5=0 .и 90° система приобретает прямую поворотную симметрию. При ?} = 0° изгибная податливость жестко закрепленного в центре и недеформируемого в своей плоскости диска не сказывается на частотах изгибных колебаний стержней в направлении их минимальной жесткости, и частотные функции имеют точки взаимного пересечения (точки Л и В, рис. 6.13). Здесь взаимодействие колебаний стержней и диска отсутствует (х = 0), однако наблюдается сильная связанность колебаний диска и стержней в направлении максимальной жесткости последних. При (3 = 90° наблюдаются сильная связан-

Большое значение имеет жесткость всего пакета, необходимая для снижения потерь, вызываемых изгибными колебаниями отдельных пластин и всего пакета в целом. Увеличения жесткости пакета можно достигнуть при склеивании его пластин. На рис. 7.3 изображены зависимости амплитуды смещения торцов пакета пластин, склеенных смолой ЭД-5 и не скленных, от частоты тока.

В воздушно-акустическом способе применяют два типа ПЭП: с продольными и с изгибными колебаниями [418]. При использовании ПЭП с продольными колебаниями для увеличения передачи энергии через границу пьезоэлемента с воздухом используют просветляющие слои, назначение которых - согласование элементов с различными волновыми сопротивлениями.

Изгибными колебаниями работают биморфные пьезоэлектрические преобразователи. Они представляют собой пакет из двух одинаковых тонких пьезопластин, склеенных между собой [43 - 45, 51, 318, 394]. Электрически пластины соединены параллельно так, что при подаче напряжения одна из них расширяется, другая сжимается. В результате пакет совершает изгибные колебания как свободная пластина (см. разд. 1.4).

применяют для контроля ОК из неметаллических материалов, особенно гигроскопичных, не допускающих контакта с жидкостями. Обычно их рабочие частоты не превышают 0,5 ... 1 МГц, так как более высокие частоты в воздухе быстро затухают. Применяют пьезоэлектрические преобразователи с продольными и (реже) изгибными колебаниями, а также преобразователи конденсаторного типа.

43. Буденков Г.А. и др. Поля смещений в волнах, излучаемых изгибными колебаниями пластин // Дефектоскопия. 2000. № 6. С. 54-63.