Колебания возбуждают

Автономная колебательная система, способная совершать периодические колебания, возбуждаемые поступлением энергии от неколебательного источника, которое регулируется движением самой системы.

В столбе воздуха, заключенном в трубе, можно возбуждать не только вынужденные колебания, но и автоколебания. Колебания, возбуждаемые в органных трубах

для отсчёта времени используются колебания, возбуждаемые кварцевым генератором. Помимо кварцевого генератора, К.ч. содержат делитель частоты, формирователь импульсов, усилитель. К.ч. бывают со стрелочной и цифровой индикацией. В К.ч. со стрелочной индикацией для привода стрелок применяют шаговые или синхронные электродвигатели; в часах с цифровой индикацией (обычно наз. электронными) текущее время отображается светящимся табло на жидких кристаллах или светодиодах. Высокая темп-рная стабильность, повышенная добротность и устойчивость кварцевых генераторов к внеш. динамич. воздействиям обеспечивают точность хода малогабаритных (в т.ч. наручных) К.ч. ок. 2 с, а крупногабаритных прецизионных (напр., мор. хронометров) - 0,001 с в сутки. КВАРЦЕВЫЙ ГЕНЕРАТОР - маломощный генератор электрич. колебаний, в к-ром колебат. системой служит обычно кварцевый пьезоэлектрический резонатор. По сравнению с генератором на колебат. LC -контуре характеризуется большей (на 2-3 порядка) стабильностью частоты генерируемых колебаний, что обусловлено высокой добротностью кварцевого резонатора (105-107). Различают К.г. простые, не содержащие дополнит, стабилизирующих элементов; управляемые, частоту к-рых можно изменять внеш. воздействием; термокомпенсированные, у к-рых отклонение (уход) частоты в заданном интервале темп-р уменьшают с помощью дополнит, электрич. устройств; термостатирован-н ы е, помещённые в термостат. К.г. применяют в радиопередающих устройствах (в качестве задающего генератора), в кварцевых часах и др.

СВАРКА УЛЬТРАЗВУКОВАЯ - сварка давлением с использованием механич. колебаний УЗ частоты (15-170 кГц). Механич. колебания, возбуждаемые магнитострикц. преобразователем, подводятся к месту сварки посредством волновода или металлич. стержня; сварное соединение образуется в результате совместного действия на свариваемые детали механич. колебаний и небольших сдавливающих усилий. У.с. позволяет соединять между собой листы фольги, тонкие проволочки с металлич. плёнками и ПП материалами, детали из тугоплавких металлов, термопластичных полимеров, стекла и керамики и др. Широко применяется в электронной пром-сти.

ЧАСЫ - прибор для отсчёта текущего времени (в часах, минутах, секундах), в к-ром измерение времени осн. на измерении числа периодов достаточно постоянного по продолжительности периодич. процесса. Такими процессами могут быть вращение Земли (солнечные часы), наполнение сосуда водой (клепсидра -водяные Ч.), колебания маятника (механические часы), колебания пластинки кварца (кварцевые часы), электрич. колебания (электрические часы), переход атомов из одного энергетич. состояния в другое (атомные часы), колебания, возбуждаемые электронным генератором (электронные часы). В зависимости от применения различают Ч. бытовые -карманные, наручные, настенные, настольные (часто встроенные в радиоприёмник, лампу и т.п.) и спец. назначения - автомобильные, шахматные и др. К приборам времени относят также секундомер, хронометр, таймер, в к-рых используется часовой механизм.

Источник питания / вырабатывает высокостабилизированные постоянные и переменные напряжения, необходимые для питания генератора микрорадиоволн 2. Электромагнитные колебания, возбуждаемые генератором, по волноводному тракту 3 поступают в излучающую антенну 5 и излучаются в свободное пространство, где большая часть энергии рассеивается, поглощается, а меньшая часть поступает в приемную антенну 6, Принятая энергия микроволн

Ультразвуковые колебания излучаются и принимаются пьезоэлектрическими пластинами из кварца, титаната бария, цирко-нат-титаната свинца и других материалов, которые преобразуют электрические колебания, возбуждаемые специальным генератором переменного напряжения высокой частоты, в упругие колебания той же частоты и наоборот.

Точка касания кривых ц, и ^соответствует случаю, когда 2N— нечетное число. При этим колебания, возбуждаемые одноименными скачками, разделенными между собой периодом т, находятся в противофазах, что приводит к ослаблению интенсивности колебаний ((г < 1).

Заметим, что учет ограничения (3.60) является весьма желательным даже при устранении явных причин возбуждения сопровождающих колебаний, поскольку всегда имеют место периодические возмущения, не учтенные в инженерном расчете, которые при больших значениях ц могут существенно увеличить интенсивность колебаний. Расчеты показывают, что при KN > 3 имеем 0,96 < ц-< 1,04. С учетом достоверности . исходной информации в этом случае можно принимать ц «* 1. Это означает, что колебания, возбуждаемые на границах участков, практически оказываются задемпфированными за период одного оборота приводного вала.

Остановимся на определении деформации системы, находящейся под действием внешней нагрузки. Если внешняя нагрузка сосредоточена в некотором сечении х оболочки или сечении г пластины, то, разложив соответствующие усилия в ряд Фурье по ср, можно рассматривать отдельно колебания, возбуждаемые пг-й гармоникой ряда Фурье. Вектор этих усилий обозначим /". Разобьем оболочку или пластину на такие участки, чтобы внешние усилия действовали только на их края. Если внешняя нагрузка приложена к краю оболочки (ж=0), где находятся кольцевое ребро

Если движение балки начинается с состояния покоя, т. е. в момент / = 0, имеем у(х, 0)=0, yl(x, 0) =0, возникнут вынужденные колебания, возбуждаемые нагрузкой q(x, t). Во всех выводах предполагалось, что размеры сечения стержня малы по сравнению с его длиной. Если это условие не выполнено, следует

При использовании методов колебаний возбуждают свободные или вынужденные колебания либо ОК в целом (интегральные методы), либо его части (локальные методы). Свободные колебания возбуждают путем кратковременного внешнего воздействия на ОК, например путем удара, после чего он колеблется свободно. Вынужденные колебания предполагают постоянную связь (через преобразователь) колеблющегося ОК с возбуждающим генератором, частоту которого изменяют. Измеряемыми величинами служат частоты свободных колебаний либо резонансов вынужденных колебаний, которые несколько отличаются от свободных под влиянием связи с возбуждающим генератором. Эти частоты связаны с геометрией ОК и скоростью распространения ультразвука в его материале. Иногда измеряют изменение амплитуды колебаний при вариации частоты в широком диапазоне частот — аплитудно-частотную характеристику (АЧХ) или величины, связанные с затуханием колебаний: амплитуды свободных или резонансных колебаний, добротность колебаний, ширину резонансного пика. Методы вынужденных колебаний, основанные на анализе колебаний системы ОК — преобразователь при резонансных частотах или вблизи них, называют резонансными. Различные варианты методов колебаний рассмотрены в § 2.6.

Применительно к металлам метод используют для высокоточного измерения толщины изделий, в частности труб. При этом трубу помещают в локальную иммерсионную ванну. Согласно одному из способов, получившему название метода предеф, колебания возбуждают импульсом. После окончания возбуждения стенка изделия продолжает колебаться свободно на частоте, соответствующей полуволновой толщине h=K/2. По частоте свободных колебаний измеряют толщину. Для этого используют описанный ранее прием измерения интервала времени t, соответствующего определенному числу N периодов свободных колебаний. Тогда h=ct/(2N).

пьезоэлектрические и др. Свободные колебания возбуждают одиночными или периодическими ударами по контролируемому .изделию. Для приема используют микрофоны, емкостные, электромагнитно-акустические, пьезоэлектрические и другие преобразователи.

При использовании стоячих волн возбуждают свободные или вынужденные колебания либо объекта контроля в целом (интегральные методы), либо его части (локальные методы). Свободные колебания возбуждают путем кратковременного внешнего воздействия на объект контроля, например, ударом, после чего он колеблется свободно. Вынужденные колебания предполагают постоянную связь колеблющегося объекта контроля с возбуждающим генератором, частоту которого изменяют. Информационными параметрами являются частоты свободных колебаний или резонансов вынужденных колебаний, которые несколько отличаются в связи с воздействием возбуждающего генератора. Эти частоты связаны с геометрическими параметрами изделий и скоростью распространения в них ультразвука. Иногда измеряют величины, связанные с затуханием колебаний в объекте контроля: амплитуды свободных или резонансных колебаний, добротность колебаний, ширину резонансного пика.

В основе применения ультразвуковой дефектоскопии лежит свойство отражения ультразвуковых колебаний от встретившихся препятствий в виде границ раздела различных сред. Существует несколько методов ультразвуковой дефектоскопии: наибольшее развитие на МТЗ получили эхо-импульсный и иммерсионный методы, кратковременные импульсы высокочастотных колебаний вырабатываются генератором радиоимпульсов. Высокочастотные колебания возбуждают пьезоэлектрический преобразователь, который излучает упругие

колебания возбуждают и тут же стараются погасить. В результате наблюдается кратковременный волновой процесс - импульс.

Свободные колебания возбуждают путем кратковременного воздействия на ОК (например, механическим ударом), после чего он колеблется в отсутствии внешних воздействий.

Как отмечалось в разд. 2.1.3, различают методы свободных и вынужденных колебаний. Свободные колебания возбуждают путем кратковременного воздействия на ОК, после чего он колеблется в отсутствие внешних воздействий. Вынужденные колебания создают воздействием внешней силы с плавно изменяемой частотой.

Интегральные методы свободных и вынужденных колебаний (см. разд. 2.4.3.1) применяют для высокопроизводительного контроля небольших (10 ... 15 мм) однотипных деталей сложных форм из керамики и металлов в поточном производстве [373]. Одна из таких деталей показана на рис. 4.22. Стрелками отмечены зоны характерных дефектов. Синусоидальные или узкополосные импульсные колебания возбуждают и принимают пьезопреобразова-телями, усиливают и пропускают через полосовой фильтр, всегда настроенный на частоту возбуждающего генератора. Час-

Для контроля деревянных столбов используют метод собственных колебаний. Вынужденные колебания возбуждают по длине столба, по крайней мере один из концов которого должен быть доступен для установки преобразователей. Если оба конца недоступны, преобразователи устанавливают в специально просверленное отверстие. Качество ОК оценивают по ширине резонансной кривой (по добротности). Дефекты ОК снижают добротность.

Акустика-топографический метод имеет признаки интегрального и локального методов. Он основан на возбуждении в изделии интенсивных изгибных колебаний непрерывно меняющейся частоты и регистрации распределения амплитуд колебаний с помощью наносимого на поверхность порошка. Упругие колебания возбуждают преобразователем, прижимаемым к сухому изделию. Преобразователь питают от мощного (порядка 0,4 кВт) генератора непрерывно меняющейся частоты.

Для возбуждения колебаний применяют преобразователи различных систем: электродинамические, магни-тострикционные, электромагнитные, пьезоэлектрические и др. Свободные колебания возбуждают одиночными или периодическими ударами по контролируемому изделию. Для приема используют микрофоны, емкостные, электромагнитоакустические, пьезоэлектрические и другие преобразователи.