Колебания возникающие

В практике довольно часто возникает задача контроля изделий с неровными или непараллельными поверхностями. Изменение толщины изделия в зоне взаимодействия его с преобразователем приводит к тому, что резонансные колебания возбуждаются не на одной частоте, а в пределах некоторого интервала частот. Расширение резонансных пиков затрудняет их регистрацию. Эксперименты показали, что измерения резонансным методом возможны, когда изменение толщины изделия в зоне контакта с преобразователем не превосходит 8% от среднего значения толщины.

ПНЕВМОИЗЛУЧАТЕЛЬ - генератор упругих колебаний, предназнач. для мор. и реч. сейсмич. исследований. Колебания возбуждаются при быстром истечении в воду воздуха, находящегося в камерах П. под давлением 10-25 МПа.

вибратор, в к-ром колебания возбуждаются на основе обратного пьезоэлектрического эффекта; представляет собой кристалл определ. размеров и формы, снабжённый электродами и токоотводами для подсоединения к источнику перем. напряжения. П.в.-осн. элемент пьезоэлектрич. резонатора. В П.в. применяют кристаллы пьезокварца, пьезокерамики, танта-лато-литиевые и др. Конструкция и технология изготовления П.в. определяются его рабочей частотой (1-106 кГц), требованиями к электро-физ. и эксплуатац. параметрам пьезоэлектрич. резонатора. ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ - электромеханич. или электроакустич. преобразователь, действие к-рого осн. на пьезоэлектрическом эффекте. Основу П.п. составляют один или неск. пьезоэлементов, объединённых в группы, электрически и механически связанных между собой. П.п. широко применяются в технике, медицине, науч. исследованиях и т.д. в качестве излучателей и приёмников УЗ, элементов гидроакустич. антенн, микрофонов и гидрофонов, акустич. резонаторов, фильтров, датчиков механич. напряжений и др.

ПНЕВМОИЗЛУЧАТЕЛЬ — генератор упругих колебаний, предназнач. для мор. и реч. сейсмич. исследований. П. имеет стальной корпус, внутри к-рого находятся 2 камеры, разделённые поршнем, периодически открывающим и закрывающим выходное отверстие камер, напорные рукава для подачи воздуха в излучатель от компрессора и систему управления. Упругие колебания возбуждаются при быстром истечении в воду воздуха, находящегося в камерах под давлением 10—25 МПа (100— 250 кгс/см2). Спектр излучаемого сигнала регулируется изменениями глубины погружения П. и режима истечения сжатого воздуха.

пытуемым образцом 5 и динамометром 6. Верхняя масса через пру'-жину 3 соединена с механизмом статического нагружения /. Масса 4 состоит из сменных дисков, сочетания которых позволяют изменять собственную частоту продольных колебаний системы. Масса 10 одновременно является фундаментом машины и ее устанавливают на упругие прокладки 11, исключающие передачу вибрации на пол. Колебания возбуждаются электромагнитным преобразователем 2, якорь которого жестко связан с массой 4. Изменяя величину воздушного зазора между якорем электромагнита и магнитопрово-дом, можно регулировать интенсивность возбуждения колебаний в системе. Обмотки электромагнита питаются от источника 12. Установка работает в автоколебательном режиме с датчиком обратной связи 7, представляющим собой индуктивный преобразователь, якорь которого соединен с верхним концом динамометра 6. С помощью рычага 9 деформация динамометров приводит к перемещению зеркальца 8, угол поворота которого фиксируется с помощью оптико-механической системы 13.

Во. Всесоюзном' научно-исследовательском тепловозном институте [10] создана машина с инерционным силовоз-буждением для испытания крупногабаритных коленчатых валов с диаметром шейки более 200 «од симметричным изгибающим моментом. Эти колебания возбуждаются инерционным ненаправленным вибратором со сменными неуравновешенными грузами, размещенными в корпусе. Приводной вал вибратора работает от мотора постоянного тока мощностью 10,5 кВт с регулируемым числом оборотов. Максимальная амплитуда изгибающего момента 100000 Н-м (10000 «гс-м).Частота собстеен-

В практике довольно часто возникает необходимость контроля изделий с неровными или непараллельными поверхностями. Изменение толщины изделия в зоне взаимодействия его с преобразователем приводит к тому, что резонансные колебания возбуждаются не на одной частоте, а в пределах некоторого интервала частот, Расширение резонансных пиков затрудняет их регистрацию, Результаты экспериментов показали, что измерения резонансным методом возможны, когда изменение толщины изделия в зоне контакта с преобразователем не превышает 8 % среднего значения толщины,

ле (10) с помощью трех установочных винтов. Такое крепление не влияет на результаты измерений, поскольку при колебании образца с основной резонансной частотой в этой точке находится узел. Продольные колебания возбуждаются емкостным преобразователем, состоящим из диска, изготовленного из нержавеющей стали, соединенного с коротким стержнем из того же материала. Стержень электроизолирован с помощью тефлона (5), а все устройство находится в металлическом стакане. Поверхность диска, обращенная к образцу, отполирована как металлографический микрошлиф. На другом конце стержня нарезалась резьба и с помощью экранированного провода стержень соединялся с заземленным металлическим стаканом. Весь узел фиксировался болтами в нижнем опорном блоке из меди (14). Когда в образце возбуждаются колебания с резонансной частотой, на детекторе появляется достаточно большой сигнал. Детектор также представляет полированный диск из нержавеющей стали, электрически изолированный тефлоном от центральной трубки (2). Вольфрамовая проволока (17) диаметром 0,025 мм, которая также одновременно служит проводником электрического тока, удерживает диск детектора у конца центральной опорной трубки. Эта проволока натянута пружиной, соединенной с предусилителем. Для уменьшения помех предусилитель также находится при низкой температуре, а не вне системы.

Подобная электрическая схема используется также для возбуждения и детектирования крутильных колебаний. Крутильные и продольные колебания возбуждаются в образце одновременно. Не наблюдали взаимного влияния этих колебаний, которое могло бы вызвать изменение резонансной частоты. При отключении генератора крутильных колебаний частота продольных колебаний не меняется (аппаратура позволяет легко зарегистрировать изменение на 1 Гц частоты 20 кГц). Вследствие недостаточной электроизоляции обеих схем в цепях детектирования появляются небольшие наводки от генератора крутильных колебаний, даже когда частота не отвечает резонансной. Для устранения этих помех применены схемы компенсации. Изменение резонансной частоты с температурой регистрировали с помощью специальной системы. Она выполняет следующие функции: обеспечивает подачу необходимого напряжения на нагреватели для получения требуемой температуры; по достижении заданной температуры регистрирует показания двух температурных датчиков и резонансные частоты продольных и крутильных колебаний и обеспечивает изменение напряжения на нагревателе для достижения следующей температурной ступени. Измерения проводили с интервалом температур 3 К.

В машинах со, схемами, показанными на рис. 2, б и в: J^ и J2 — приведенные моменты инерции масс захватов 5 и 6; cl — жесткость образца, испытуемого на изгиб; с2 и с3 — бесконечно большие жесткости стоек 4 и 7. Колебания возбуждаются при линейном перемещении основания стойки жесткостью cs.

На установке можно исследовать и крутильные колебания образцов с одинаковыми массами на концах (рис. 7, б). В этом случае колебания возбуждаются в пучностях через подвески образца.

Анализ условий эксплуатации магистральных трубопроводов показал, что наряду со статической труба испытывает циклически изменяющуюся нагрузку с широким спектром частот. При этом, кроме высокочастотной составляющей спектра, обусловленной работой компрессорных станций, присутствуют низкочастотные колебания, возникающие в результате изменения температуры §тен-ки трубы, биений, изменения режимов перекачки и т. д., что может вызвать малоцикловую коррозионную усталость трубопроводов, транспортирующих, в первую очередь, жидкие углеводороды.

Из этой формулы видно, что вынужденные колебания, возникающие в системе под действием внешней силы (72), полностью определяются частотной характеристикой системы так же, как и в случае, когда рассматривалась гармоническая сила. Но теперь на частотной характеристике надо рассматривать не только точку, соответствующую частоте Q, но и все точки, соответствующие частотам kQ, (k = 0, 1, ...). Отмечая эти точки на частотной характеристике (рис. VI.20) и вспоминая о наличии полосы пропускания, благодаря чему практически оказывается необходимым рассмотреть лишь конечное (и обычно небольшое) число таких точек,

АВТОКОЛЕБАНИЯ - устойчивые незатухающие периодические колебания, возникающие в нелинейных динамических системах при отсутствии внешних периодических воздействий. Интенсивность и частота А не зависит от изменения в определенных пределах начальных условий динамической системы. Системы. в которых происходят А , называются автоколебательными. А в физической системе возможны лишь тогда, когда поступление энергии от ее источника за определенный период равно потере (рассеянию) энергии за то же время. Если нелинейная динамическая система описывается дифференциальным уравнением

ческой труба испытывает циклически изменяющуюся нагрузку с широким спектром частот. При этом, кроме высокочастотной составляющей спектра, обусловленно. работой компрессорных станций, присутствуют низкочастотные колебания, возникающие в результате изменения температуры стенки трубы, биений, изменения режимов перекачки и т. д.. что может вызва1., малоцикловую коррозионную усталость труб (МКУ). Причем корровионно - усталостные трещины имеют жесткую привязку к концентраторам напряжения в виде царапин, вмятин, сварных швов и т.д. Вместе с тем явление КР проявляется при оиеиифическом воздействии карбонат - бикарбонатной среды, катодной поляризации и статически приложенных нагрузок на участках трубопровода с поврежденной изоляцией. Причем в результате изучения очагов разрушения по причине КР не наблюдалось привязки трещин к концентраторам напряжения, хотя по своей топографии трещины КР и коррозионной усталости близки. Более того, в ряде случаев в очагах разрушения наблюдалось даже растворение концентраторов напряжения в виде царапин. Несмотря на этот очевидный факт вопрос о КР как о самостоятельном явлении продолжает оставаться открытым. Поэтому в целях идентификации явления КР, в лабораторных условиях УГНТУ и были проведены МКУ исследования на образцах труиной стали 17Г1С в карбонат - бикарбонатной среде.

К свободным относятся колебания, возникающие в механизме из-за импульсного внешнего силового воздействия. Особенностью этих колебаний является то, что энергия для возбуждения колебаний вводится в систему извне, а их характер после воздействия импульса силы определяется силами упругости. Для свободных (гармонических) колебаний характерно постоянство их амплитуды через определенный период времени Т (рис. 24.1, а),

Когда нас интересует характер вынужденных колебаний, возбуждаемых внешней силой, действующей конечное время, то поставленный вопрос сводится к тому, как быстро устанавливаются вынужденные колебания после включения внешней силы и как быстро прекращаются собственные колебания, возникающие в момент выключения внешней силы. Оба эти процесса, как было показано в § 141, длятся одинаковое время установления т. Если время действия внешней силы значительно больше времени установления в данной колебательной системе, то «с точки зрения этой колебательной системы» внешняя сила действует достаточно долго и условие, о котором идет речь, выполняется.

Возникновение нормальных колебаний в результате начального отклонения системы было рассмотрено в § 148 на примере струны. При этом были высказаны качественные соображения о характере нормальных колебаний в сплошных телах. Сейчас мы обратимся к рассмотрению колебаний в упругом стержне. В результате этого анализа во многих случаях можно будет получить не только качественные, но для простейших колебательных систем и количественные данные о нормальных колебаниях в сплошной системе. Эта возможность связана с тем, что всякие собственные колебания, возникающие в сплошной системе (как и в связанных системах с конечным числом степеней свободы), представляют собой суперпозицию тех или иных нормальных колебаний, свойственных данной системе. Поэтому гармониками спектра тех собственных колебаний, которые могут возникнуть в какой-либо сплошной системе, должны являться нормальные колебания, свойственные данной системе. Изучить спектры собственных колебаний какой-либо достаточно простой колебательной системы можно элементарными методами; зная же эти спектры, можно опре-

С этой целью рассмотрим продольные собственные колебания, возникающие в однородном упругом стержне длиной / (рис. 432). Положим, что концы стержня свободны и на один из его торцов (для определенности — левый) в результате удара в момент / = 0 начинает действовать кратковременная сила /, направленная вдоль оси х вправо (мы не будем учитывать движения стержня как целого). Как было

что индуцированное излучение. ВЫНУЖДЕННЫЕ КОЛЕБАНИЯ - колебания, возникающие в к.-л. системе под влиянием перем. внеш. воздействия (напр., колебания напряжения и силы тока в электрич. цепи, вызываемые перем. эдс; колебания меха-нич. системы, вызываемые перем. нагрузкой). Характер В.к. определяется как характером внеш. воздействия, так и св-вами системы. Если внеш. воздействие имеет период Т, то по истечении нек-рого промежутка времени после начала В.к. система совершает колебания с тем же периодом Т; такие В.к. наз. установившимися. Продолжительность установления В.к. тем меньше, чем больше коэфф. затухания колебаний в системе. При совпадении частот внеш. воздействия и собственных колебаний системы наступает резонанс.

что случайный процесс. СТОЧНЫЕ ВбДЫ - воды, использованные на бытовые или производств, нужды и получившие при этом дополнит, примеси (загрязнения), изменившие их первонач. хим. состав или физ. св-ва, а также воды, стекающие с территории насел, мест и пром. пр-тий в результате выпадения атм. осадков или поливки улиц. Различают С. в. бытовые (хоз.-фекальные), производств, (промышленные) и дождевые (атмосферные). СТОЯЧАЯ ВОЛНА - колебания, возникающие в распределённой системе (напр., упругой среде) в результате интерференции двух бегущих волн, амплитуды к-рых одинаковы, а направления распространения взаимно противоположны. С.в. возникают, напр., при отражениях волн от преград и неоднородностей среды в результате наложения отраж. волны на прямую. Амплитуда С.в. в данной точке зависит от разности фаз прямой и отраж. волн. Точки системы, в к-рых амплитуда С.в. максимальна, наз. пучностями С.в., а те точки, в к-рых амплитуда С.в. равна 0,- узлами С.в. Расстояние между двумя соседними пучностями (или узлами) С.в. равно Я./2, а между соседними узлом и пучностью -Х/4, гдеХ -длина бегущей волны. С.в. в отличие от

Следовательно, работа движущей силы при качении упругих тел затрачивается на деформацию, трение скольжения и затухающие колебания, возникающие в зоне контакта колеса и плоскости.