Релаксационных колебаний

В качестве электрического аналога механической системы, совершающей разрывные (релаксационные) колебания, рассмотрим генератор разрывных колебаний с неоновой лампой [1]. На рис. 6.13 представлена схема такой динамической системы. Дифференциальное уравнение, описывающее такую динамическую систему, может быть представлено в виде

9. Кайдановский Н. Л., Хайкин С. Э., Механические релаксационные колебания, ЖТФ 3, вып. 3 (1933).

Определение. Автоколебания маятника. Релаксационные колебания. Параметрическое возбуждение колебаний

Релаксационные колебания. Эти колебания являются частным случаем автоколебаний, однако характер изменения величин со временем очень своеобразен: в течение сравнительно длительного времени в системе медленно накапливаются изменения, затем очень резко, почти скачком, происходит изменение ее состояния и она возвращается в первоначальное состояние; затем снова накапливаются медленные изменения и т. д.

Релаксационные колебания высоты столба жидкости

КОЛЕБАНИЯ - изменения во времени к.-л. физ. величины, характеризующиеся той или иной степенью повторяемости. К. могут иметь разл. физ. природу, а также отличаться механизмом возбуждения, характером, быстротой смены состояний. Физ. величиной может быть координата колеблющегося тела или его части (механические К., совершаемые тв. телами, жидкостями или газами, - К. маятника, струны, сооружений, частей машин и механизмов, плотности и давления воздуха при распространении звука и др.); напряжённость электрич. и магн. полей (электромагнитные К., напр, в электромагн. резонаторах, волноводах]; электрич. заряд или сила тока (электрические К., напр, в цепях перем. тока, колебательном контуре) и т.д. Обычно К. совершаются относительно нек-рого ср. значения, к-рым чаще всего служит значение физ. величины в состоянии равновесия; по характеру возникновения и поддержания подразделяются на собственные колебания, вынужденные колебания и автоколебания. Наиболее простыми являются пери одические К., при к-рых значения физ. величин s, изменяющихся в процессе К., повторяются через равные промежутки времени Г; s(t+ T) = s(f), где t - время, а Т- период К. За период совершается одно полное К. Число полных К. в ед. времени v= 1/Г наз. частотой периодич. К. Важная разновидность периодич. К.- гармонические колебания. Произвольное К. можно представить в виде суммы гар-монич. составляющих (см. Гармоника'). См. также Биения, Вибрация, Релаксационные колебания, Резонанс. КОЛЕБАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА - система, в к-рой в результате нарушения состояния равновесия могут возбуждаться собственные колебания. К.с. делятся на консервативные (без потерь энергии; идеализация), дис-сипативные (колебания затухают из-за энергетич. потерь, напр, маятник, колебат. контур) и активные,

РЕЛАКСАЦИОННЫЕ КОЛЕБАНИЯ - ЭВ-

Релаксационные колебания напряжения U на конденсаторе С генератора с неоновой лампой L; Е- источник питания; /?- резистор; /- время

См. также Автоколебания, Биение, Вибрация, Волны, Вынужденные колебания, Затухание колебаний, Модуляция, Резонанс, Релаксационные колебания, Собственные колебания.

РЕЛАКСАЦИОННЫЕ КОЛЕБАНИЯ — автоколебания, резко отличающиеся по форме от гармонических колебаний благодаря значит, рассеянию энергии в автоколебат. системе (вследствие трения — в механич. системе, активного сопротивления — в электрич. системе), напр. Р. к. напряжения на конденсаторе генератора с неоновой лампой. Электрич. Р. к., создаваемые, напр., блокинг-генератора-ми, мультивибраторами, применяют в радиоэлектронике, измерит, технике и т. п.

Релаксационные колебания напряжения U на конденсаторе С генератора с неоновой лампой L: Е — источник питания; Л — резистор; i — время

ДЕЛИТЕЛЬ — 1) Д. напряжения — элек-тротехнич. устройство для деления пост, или перем. электрич. напряжения на части. При низких напряжениях в качестве Д. обычно применяют потенциометры, выполненные из материала с активным электрич. сопротивлением. При перем. токе пользуются также реактивными (ёмкостными и индуктивными) Д. Для высоких напряжений применяют ёмкостные Д. (при перем. токе) и активные Д. (при пост. токе). 2) Д. частоты — электронное устройство для получения колебаний, частота к-рых в целое число раз меньше частоты исходных колебаний. Различают Д. частоты гармонических (синусоидальных) колебаний и релаксационных колебаний. Используется в измерит, приборах и др.

частоты до значения последней. 3. ч. сходно с явлением синхронизации частоты генераторов релаксационных колебаний.

Другим примером выявления областей допустимых режимов работы изделия может служить анализ работы прецизионных поступательных пар трения (столов, суппортов, ползунов), работающих при малых скоростях. Возникающие в паре силы трения могут привести к возникновению релаксационных колебаний, при которых работа механизма будет неустойчивой. При данных характеристиках фрикционного контакта на переход в область неустойчивого трения основное влияние оказывают жесткость привода С и скорость движения t; (рис. 166, б). Их предельные значения Спр и vnp определяют запас устойчивости /Су > 1 по

Изменение величины коэффициента трения покоя. На фиг. 332 показано изменение величины коэффициента трения покоя по мере изменения давления для различных фрикционных материалов при трении по стальному шкиву, имеющему твердость поверхности трения ЯВ415. При опытах было установлено, что для большинства асбофрикционных материалов величина коэффициента трения покоя выше величины коэффициента трения движения. Разница между величинами коэффициента трения покоя и коэф- 0,7 фициента трения движения при скорости 1—1,5 см/сек обычно составляла 5—10%, но иногда достигала 15—30%. Таким образом, величины тормозных статических моментов значительно превышают величины расчетных тормозных моментов, подсчитанные по рекомендованным значениям коэффициента трения движения. Переход от статического трения (коэффициент трения покоя) к трению кинетическому происходит обычно не плавно, а скачкообразно. Вследствие упругости контакта двух тел, скользящих одно относительно другого, возникают скачки при трении, объясняемые периодически повторяющимися процессами возникновения и последующего исчезновения упругих напряжений (релаксационные колебания). Эти скачки возникают только в том случае, если сила трения покоя превышает силу трения при установившемся движении. Величина скачков (амплитуда релаксационных колебаний) определяется интенсивностью роста силы трения покоя при увеличении времени неподвижного контакта, при совместном движении соприкасающихся тел, а также интенсивностью уменьшения силы трения скольжения с увеличением скорости относительного движения. В ряде случаев эти колебания оказывают отрицательное влияние на процесс торможения, нарушая нормальную работу всей машины. Примером таких отрицательных влияний может служить эффект «дергания» в автомобиле, выражающийся в виде резких рывков или вибраций, появляющихся в момент включения фрикционного сцепления при трогании автомобиля с места. Эти же колебания приводят к появлению так называемого «писка» тормозов в процессе торможения. Релаксационные колебания изучались многими отечественными

и зарубежными учеными [167], [176], [177], и в настоящее время их природа выявлена достаточно полно. Закономерности статического трения являются весьма важными характеристиками фрикционных материалов, определяющими возможность использования их в тех или иных условиях. При глубоком изучении этих закономерностей представляется возможным влиять на величину релаксационных колебаний или даже совсем устранять их соответствующим подбором фрикционных пар с учетом влияния нагрева, изменяющего механические свойства трущихся материалов. Так как трение скольжения сопровождается выделением тепла, то изменение физико-механических свойств материалов

под влиянием нагрева приводит к изменению коэффициента трения покоя, который в процессе работы трущейся пары не остается постоянным. Большое влияние на коэффициент трения покоя оказывает состояние поверхности образцов, так как малейшие следы жировой пленки или влаги резко меняют амплитуду и частоту релаксационных колебаний. При сухом трении происходит увеличение силы трения с увеличением продолжительности неподвижного контакта, что объясняется главным образом ростом фактической площади контакта. Так как фактическая площадь контакта, а, следовательно, и сила трения покоя возрастают с увеличением нагрузки, то механические релаксационные колебания проявляются более существенно при повышенных нагрузках.

В группе факторов внешних механических воздействий важное место занимают вибрации, возникающие при работе машин. Естественно, что изучение природы возникновения вибраций, а также их влияние на процессы трения и износа имеют большое теоретическое и практическое значение. До настоящего времени эти явления изучены недостаточно. Опубликованные работы по этому вопросу в основном посвящены выяснению причин возникновения вибраций и их устранению, классификации видов вибраций и частично изучению влияния вибраций на трение. Некоторыми учеными [47—57] изучалось влияние колебаний, обусловленных трением так называемых механических, релаксационных колебаний, только на процесс трения.

Направление результирующей э. д. с. взаимоиндукции и коэффициент обратной связи становятся положительными. Коэффициент обратной связи достигает значения, при котором выполняется условие самовозбуждения релаксационного генератора с трансформаторной обратной связью на триоде типа П4. В генераторе начинается устойчивый процесс релаксационных колебаний, который приводит к резкому возрастанию тока — происходит срабатывание выключателя.

При е = 0 из уравнения (3) следует уравнение свободных релаксационных колебаний вала гидромотора

(<а — частота свободных релаксационных колебаний) используем для построения приближенных решений системы

Следовательно, частота свободных релаксационных колебаний системы равна