Нарастающие колебания

При прерывистом оплавлении зажатые заготовки сближают под током с медленно нарастающей скоростью при возвратно-поступательном движении. Импульсное оплавление локализует нагрев и расширяет высокотемпературную зону, предупреждая этим быструю кристаллизацию расплава'. После оплавления всего сечения выключают ток и осаживают заготовки. Импульсное оплавление уменьшает требуемую для оплавления мощность в 10—15 раз и припуск на оплавление в 4—5 раз.

Третья стадия процесса (III) охватывает деформацию с нарастающей скоростью (участок ВС) - стадия разрушения.

Рельс, конечно, вещь важная, но, согласитесь, простая — так, железная балка. Есть устройства куда более сложные. И почти все они нуждаются в контроле качества, а, если говорить о машиностроении, слово «почти» можно смело вычеркнуть. Анализируя тенденции развития этой отрасли, мы видим, что техника постоянно, с нарастающей скоростью усложняется как в количественном, так и в качественном отношениях. Увеличивается количество материалов, деталей, узлов, повышаются требования к надежности, долговечности, эстетическому оформлению машин. Объекты контроля самые разные: с одной стороны, крупные агрегаты, с другой — изделия микроэлектроники.

• В соответствии с др. теориями, физич. природа процесса усталости отлична от природы статич. наклепа. Образование микроскопич. трещин при циклич. нагрузках рассматривается в этом случае как процесс постепенного ослабления межатомных связей и развития необратимых «повреждений» в определенных участках структуры (напр., на границах мозаичных блоков). Модель неоднородного упруго-пластич. деформирования конгломерата случайно ориентированных кристаллов послужила основой для теорий усталостного процесса как в детерминированной, так и в вероятностной трактовке. При напряжениях, не превосходящих предела текучести металла, усталостные процессы связаны лишь с явлениями местной пластич. деформации, не проявляющейся макроскопически, и рассматриваются как квазиупругие. Числа циклов, необходимые для усталостного разрушения при таких уровнях напряженности, измеряются сотнями тыс. и млн. При напряжениях, превосходящих предел текучести, явления усталости сопровождаются макроскопическими пластич. деформациями и рассматриваются как упруго-пластические. Число циклов, необходимое для разрушения в этой области, измеряется сотнями и тысячами. В зависимости от условий протекания процесс У. может также сопровождаться фазовыми превращениями в металлах. Так, при повышенных темп-pax происходит выделение и перераспределение упрочняющих фаз при переменном нагружении, что иногда приводит к ускоренному ослаблению границ зерен," и при длительной работе трещины усталостного разрушения возникают в этом случае на границах зерен. Физико-химич. превращения в структуре наблюдались i также и При -• комнатной темп-ре при циклич. напряжениях выше предела У. Стадия усталостного' разрушения, связанная с развитием трещины, возникает на разных этапах действия переменных напряжений. При большой структурной неоднородности, свойственной, например, чу гунам, в местах включений графита система микротрещин возникает задолго до развития магистральной трещины, приводящей - к окончательному усталостному разрушению. Для структурно более однородных металлов, напр, конструкционных сталей, образованию отдельных микро-, а потом макротрещин предшествуют длительно- накапливающиеся изменения, и трещины возникают на относительно поздних стадиях, развиваясь с нарастающей скоростью. ' :••-•.*.• :'• • :, . '.--. . :--

Первый этап соответствует области температур от начала эндотермического процесса до максимума отмеченного дифференциальной кривой, когда процесс дегидратации идет с нарастающей скоростью (поток энтропии меньше, чем ее производство), что хорошо подтверждается фактически дифференциальной кривой потери веса (рис. 1, кривая 5), максимум которой соответствует 650° С. При втором этапе процесс идет с убывающей скоростью, и поток энтропии больше по сравнению с ее производством.

У — 0,; 2 - СТ2; 3 - 03; (Т, < < о~2 < 0"3; ОА — мгновенная деформация; ABt, АВг, АВ, — деформации, уменьшающиеся с течением времени; В3С — деформация, возрастающая с неизменной скоростью; CD — деформация, возрастающая с нарастающей скоростью; Л—излом

с более высоким давлением, в которой они конденсируются. Конденсация происходит со значительной скоростью, и частицы жидкости, заполняющие полость конденсирующегося пузырька, стремятся к его центру с нарастающей скоростью. В момент завершения конденсации кинетическая энергия частиц жидкости переходит в давление, вызывая местный гидравлический удар. Процесс вскипания в местах падения давления, вызванного динамикой потока, и конденсации, сопровождающейся местными гидравлическими ударами, носит название кавитации. Гидравлические удары в момент завершения кавитации вызывают эрозионное разрушение материала стенок; при этом имеют место также явления коррозионного характера, связанные с удалением при гидравлическом ударе пассивирующей плёнки с поверхности материала.

Третья стадия процесса охватывает деформацию с нарастающей скоростью (участок ВС) —стадия разрушения.

боек расположен ниже имеющихся в стволе окон 7 (см. рис. 2, а). Воздушная подушка между бойком и поршнем при этом сообщается с атмосферой. Поступающий в полость над бойком воздух препятствует созданию вакуума, и движение поршня не передается бойку. При нажатии на молоток боек перемещается вверх под действием рабочего инструмента. Окна ствола перекрываются. Поршень, перемещаясь вверх, создает разряжение (вакуум) в полости ствола между торцами бойка и поршня. С возрастанием разности давлений боек с нарастающей скоростью начинает перемещаться вверх за поршнем. После перехода кривошипом верхней мертвой точки поршень движется вниз, а боек при этом некоторое время продолжает движение вверх. Разряжение между бойком и поршнем уменьшается, а затем создается возрастающее давление сжатого воздуха на боек. Последний тормозится, изменяет направление дви-

жения и с нарастающей скоростью движется вниз, ударяя в конце хода по хвостовику рабочего инструмента. Поршень переходит в крайнее положение, при котором вскрываются компенсационные окна в стволе, и воздушная подушка сообщается с окружающей средой, пополняясь воздухом. Далее описанный рабочий процесс повторяется.

В течение определенного промежутка времени при изотермической выдержке превращение аустенита в перлит не начинается, несмотря на наличие переохлаждения. Этот промежуток времени называют инкубационным периодом. Затем превращение развивается с нарастающей скоростью пока не превратится приблизительно половины аустенита. Далее оно протекает с затухающей скоростью.

18. Нарастающие колебания

процесс 2, и назад; б) нарастающие колебания.

Решение (17.113) описывает апериодическое нарастающее движение, а решение (17.114) — нарастающие колебания. На рис. 17.47, а, б изображены графики q(f) для указанных случаев, причем нарастающее апериодическое движение рассмотрено а

В указанных выше работах для изучаемых механических систем были получены области существования параметрических резонансов (так называемые области Динамической неустойчивости упругих систем). Здесь показано, что в области основного параметрического резонанса, когда частота внешней возмущающей силы со — изменяющийся параметр системы — в два раза выше частоты собственных колебаний р, т. е. со = 2р, в системе развиваются нарастающие колебания.

Пусть х0 ~ х0, уй ~ уй; тогда в системе будут наблюдаться нарастающие колебания, в результате которых система выйдет на предельный цикл (режим автоколебаний). В результате уменьшения /ja 7 расходом А;, можно пренебречь) а уменьшается. Амплитуда автоколебаний плавно падает до нуля.

аэродинамические силы, которые могут вызвать нарастающие колебания крыла (флаттер крыла). Одна из основных задач при исследовании флаттера элементов конструкций заключается в определении критической скорости потока, при превышении которой возможны нарастающие колебания.

Применение частотного критерия устойчивости Найквиста сводится к построе-нию характеристики так называемой разомкнутой системы как произведения харак-геристик ЭУС и процесса резания. Пример такой характеристики показан на рис. 2, г. РИ охвате этой характеристикой точки —1 на вещественной оси динамическая сис-кпи стаика бУДет неустойчивой, т. е. возникнут нарастающие колебания (такая форма Ритерия Найквиста достаточна для рассматриваемых условий). Ограниченные влия-Коем той или иной нелинейности, эти колебания и являются так называемыми авто-зан ми' Таким образом оценивается граница появления автоколебаний при ре-

Автоколебания (определение термина см. на с. 22). Различают мягкое и жесткое самовозбуждение автоколебаний. Если состояние равновесия неустойчиво и соответствующая ему особая точка окружена предельным циклом (устойчивым), то самовозбуждение называется мягким нарастающие колебания возникают после сколь угодно малого начального возмущения состояния равновесия системы (см. табл. 8, пп. 11, 13, 15). Если состояние равновесия устойчиво и соответствующая ему точка окружена неустойчивым предельным циклом, который в свою очередь окружен

период колебаний), при этом в течение одной части периода происходит пополнение колебательной энергии, в течение другой его части -уменьшение энергии. На рис. 6.4.3, а колебания с амплитудой \\IQ - устойчивые, стационарные; такие колебательные системы способны к самовозбуждению, поскольку положение \f/=0 неустойчиво. На рис. 6.4.3, б положение ц>=0 устойчиво, колебания с амплитудами \fч<ь такая система ус-

Параметрическим называют такое возбуждение колебательной системы, при котором сила непосредственно не вызывает колебания, но она изменяет один или несколько параметров системы во времени, поэтому коэффициенты дифференциального уравнения системы зависят от времени. Колебания, имеющие место в системе при этих условиях, называют параметрическими, они могут быть затухающими и нарастающими во времени. Особый интерес представляют нарастающие колебания. Характерным примером является вращение тяжелого диска, насаженного на вал прямоугольного поперечного сечения, у которого жесткость на изгиб в двух взаимно перпендикулярных направлениях имеет максимальное и минимальное значения. Обозначив сов - угловую скорость вращения вала, b = Дс / Сд -коэффициент глубины модуляции параметра, дифференциальное уравнение колебаний диска в одной плоскости представим в виде

аэродинамические силы, которые могут вызвать нарастающие колебания крыла (флаттер крыла). Одна из основных задач при исследовании флаттера элементов конструкций заключается в определении критической скорости потока, при превышении которой возможны нарастающие колебания.