Колебаний поворотно

Для дистанционной регистрации акустических колебаний поверхности объекта контроля могут применяться оптические, СВЧ и акустические волны в воздухе с использованием эффектов интерференции и эффектов Допплера. Например, бесконтактное оптическое наблюдение за колебаниями поверхности контролируемого твердого тела осуществляется с помощью интерферометра. Луч лазера расщепляется полупрозрачным зеркалом на два луча, которые отражаются от неподвижного зеркала и изделия, поверхность которого колеблется под действием ультразвуковой волны. Лучи принимаются фотоумножителем. Чувствительность метода при приеме в 500 раз меньше, чем при иммерсионном способе контроля. Кроме того, интерферометр — это довольно сложное, громоздкое, чувствительное к вибрациям

Сравнение эффективности иммерсионного метода и различных бесконтактных методов дано в работе 21]. Эффект электрического поля. Акустические колебания токопроводящей поверхности изделия могут быть вызваны силами взаимодействия электрических зарядов, если эту поверхность сделать одной из пластин конденсатора. Прием акустических колебаний может быть осуществлен в результате обратного эффекта — появления переменного электрического сопротивления на обкладках конденсаторного преобразователя при изменении расстояния между обкладками, одной из которых является изделие. При напряженности электрического поля конденсатора 10? В/м произведение коэффициентов преобразования конденсаторного преобразователя на ^ три-четыре порядка меньше, чем в слу-"* чае пьезоэлектрического преобразователя. Поэтому преобразователи такого типа используют лишь для исследований, например для бесконтактного измерения распределения амплитуды колебаний поверхности в широком диапазоне частот.

Формулой (28) легко выражается связь процессов колебаний поверхности и излучения ими звука. Действительно, при наличии

Звуковые волны, падая на ограждение, приводят его в колебание. Ограждение любого вида, являясь системой с распределенными параметрами, т. е. системой, имеющей бесконечный ряд собственных частот со все возрастающей плотностью, приходит в состояние вынужденных колебаний. В тех областях, где частота вынужденных колебаний близка к частоте собственных колебаний ограждения, наступают резонансные явления, и ограждение работает менее эффективно, т. е. звукоизоляция его понижается. Звуковая энергия в соседнем (тихом) помещении возникает и передается в воздух от колебаний поверхности, на которую со стороны источника действует переменная периодическая сила звуковых волн, падающих во всех направлениях на ограждение.

ки и расплава обеспечивается использованием свободных пружинных подвесов; для устранения случайных ошибок, связанных с нестабильностью системы, использовали метод создания принудительных колебаний поверхности расплава в области звуковых частот 20 — 1000 гц (для чего использовали генератор ГЗ-34). Для увеличения чувствительности измерений о величине силы судили по отбросу светового зайчика.

Ориентировочное значение амплитуды вертикальных колебаний поверхности грунта на расстояниях не менее 10 м от фундамента молота может быть определено по формуле

по относительной скорости колебаний поверхности нагрева (/ —

характерный размер тела); критерий Кеи = —-----колебательное число Рейнольдса, определяющее безразмерную частоту колебаний; критерий J = —~-------вибрационное ускорение, возникающее при колебаниях (&AW — амплитуда колебаний поверхности нагрева).

(здесь Zid — безразмерный инкремент колебания), характеризующая расстояние, на котором происходит существенное увеличение амплитуды колебаний поверхности, имеет максимум при We«»2. При малых значениях числа We турбулентный масштаб оказывается существенно меньшим длины волны наиболее г-ю быстрорастущих возмущений, ответственных за поверхностный распад. В опытах [7-4] струя воды истекала из сопла сверху вниз в сравнительно большой объем пара. Пар подавался снизу. Опыты [7-6] проводились со спутным движением насыщенного водяного пара, давление которого р=0,196-^-0,245 МПа (2—2,5 кгс/см2), и турбулентной струи воды, вытекающей из цилиндрического сопла сверху вниз. Согласно [7-6] лри We=2,7-*-7,4 (рис. 7-5)

чением скорости истечения топлива с кромки распылителя срываются не отдельные капли, а тонкие струи. Когда топливные струи окружают распылитель сплошным веером, число их не возрастает, а они только увеличиваются в диаметре. При высоких скоростях истечения центробежные силы растягивают тор в сплошную пленку, которая по мере удаления от распылителя становится тоньше. Если силы поверхностного натяжения не могут препятствовать разрушающему воздействию колебаний поверхности, пленка разрывается, образуются отдельные частицы, которые затем формируются в капли.

чальных степенях влажности (г/о«40%) не превышает 0,1 мм, а среднерасходная скорость мпл=^0,5 м/сек. Для замеров толщины пленок в трех сечениях пластины были установлены поверхностные емкостные датчики, а регистрация изменения толщины пленки была выведена на самописец, который фиксировал амплитуду колебаний поверхности пленок. Измерение расхода в пленке осуществлялось отсосом жидкости через щели с поверхности пластины в мерные пробирки. Начальная дисперсность среды определялась с помощью газового лазера по величине рассеянного света. Диаметры капель согласно измерениям составляли от 30 до 80 мкм. Давление за срезом канала равнялось примерно 0,7 кгс/см2.

Равномерно-дискретные ряды Фурье, именуемые иногда конечными рядами Фурье, по отношению к вопросам колебаний поворотно-симметричных систем являются естественным математическим аппаратом.

где m и я — целые числа, —5/2<и, n^.S/2. В силу таких условий ортогональности любые формы колебаний поворотно-симметричных систем из числа принадлежащих различным группам всегда попарно взаимно ортогональны .независимо от их конкретного вида.

ОСОБЕННОСТИ КОЛЕБАНИЙ ПОВОРОТНО-СИММЕТРИЧНЫХ СИСТЕМ

Главные специфические особенности колебаний поворотно-симметричных систем связаны с присутствием в их спектрах двукратных собственных частот. Частоту, принадлежащую спектру собственных частот системы, называют г-кратной, если ей соответствует г линейно-независимых собственных функций.

Пренебрежение фактом кратности собственных частот может сопровождаться утратой логической завершенности при освещении ряда вопросов колебаний некоторых систем. Это относится к толкованию механизма стационарных колебаний поворотно-симметричных и, в частности, осесимметричных систем с бегущими волнами, когда перемещения различных точек заведомо не син-фазны.

свободы, а перемещения ее в направлении ортогональных осей х и у не син-фа;шы и имеют относительный сдвиг по фазе, равный я/2. Первый случай является простейшим аналогом колебаний поворотно-симметричной системы со стоячими волнами, а второй — простейшим аналогом колебаний ее с бегущими волнами.

В общем случае Q*?=Qy, Х=^±л/2. Вынужденные колебания системы можно представить как суперпозицию линейного колебательного движения массы с частотой о) и ее кругового перемещения с той же частотой. Это простейший аналог колебаний поворотно-симметричной системы с суперпозицией стоячих и бегущих волн.

При исследовании колебаний поворотно-симметричных и, в частности, осесимметричных систем пользуются понятием колебаний как в виде стоячих, гак и бегущих относительно системы волн.

Вынужденные колебания. При рассмотрении специфики вынужденных колебаний поворотно-симметричных систем существенным является характер распределения возбуждающих нагрузок в окружном направлении. Поэтому распределение их в радиальном и осевом направлениях не конкретизируется.

Введение понятий ВДЖ и ВДП позволяет для расчета колебаний поворотно-симметричных систем .образовать метод волновых динамических '.жест-костей и податливоетей. Этот метод яв-

Пусть S лопаток одновременно совершают свободные независимые колебания с одной из своих совпадающих собственных частот р, а амплитуда и начальные фазы их, наблюдаемые в некоторых сходственных точках по сходственным направлениям, будут <7k и уь, где &=0, 1, 2, . . ., (S — 1). В соответствии с особенностями колебаний поворотно-симметричных систем такое одно-частотное колебание совокупности лопаток можно представить в виде