* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки
350
КОЛЕБАНИЯ
ЭЛЕМЕНТОВ
МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ
КОНСТРУКЦИИ
.запретные з о н ы " , ширина которых за висит от интенсивности резонансных колебаний и точности поддержания ре жима работы данной машины. Иэ фор мулы (16) видно, как. отойдя от резо нанса по числу оборотов, можно умень шить динамическую нагрузку. Не все из полученных резонансных чисел оборотов являются одинаково опасными в отношении динамической прочности. Л л я решения этого вопроса требуется определение амплитуд к о л е баний и соответствующих напряжений расчетным или экспериментальным пу тем. Демпфирование (гашение) колеба ний. Вязкое трение жидкой и газооб разной среды является линейным, т. е. пропорциональным скорости сопроти влением (см. стр. 334).
При однородном растяжении — сжатии упругая энергия для единицы объема составляет
W
о2
1
2Е '
2
2
(79) E—модуль
где о — напряжение кГ{см \
упругости кГICM .
Потеря энергии на внутреннее трение для единицы объема выражается как
са'
(80)
где с — коэффициент, материал, откуда & при т 3:
D
характеризующий
CQ -^E
m
(81)
* -со£,
(81а)
Сопротивление сухого трения, рас сеяние энергии в материале (.механи
ческий г и с т е р е з и с ' ) и др. является не линейным сопротивлением. Сила с у х о г о трения ± F приближенно принимается постоянной по величине и направленной всегда в сторону, противо положную движению. Потеря энергии за один период равна
0
т. е. на оценку демпфирующих свойств материала оказывает влияние модуль упругости Е. При неоднородном распределении де формаций, для рассматриваемой детали в целом, потеря энергии LW является величиной, интегрально зависящей от распределения напряжений в детали при колебаниях, так ж е как и величина е е о б щ е г о запаса энергии, т. е.
aW —
4F a.
0
(75)
дру - J c o dv
m
(82а) напряже (826) напряже
где а — амплитуда перемещения. Рассеяние энергии в материале за один период при переменном деформи ровании является функцией амплитуды деформации а вила
для переменных ний о или
bW
нормальных
— J CZ
x i m
dv
ДР7 — ра
т
кГсм.
(76)
для переменных ний г.
касательных
где параметры р и т характеризуют ма териал при однородном деформировании Декремент затухания Ь ^ —
&W
Пример, Определение рассеяния энергии в ма териале сплошного вала при крутильных колеба ниях (радиус пала R длина /):
t
X Irdr
m
—
-
-J
п
r
^ - г + const
(77)
2+ 2n 2» ™ 2+ л
е х
|см. формулы ( 9 ) , ( 1 0 ) , (14)]. Убывание амплитуды при свободных колебаниях происходит пропорционально т—I степени е е абсолютной величины: Ад —
mm
m
C ^ t
т
шах
m
I R
t
-
/QRa\m Qtn ptti -+" 2 im - 1 а — амплитуда закрутки
J L а -К
т
(78)
где Q — ыодуль сдвига; вала в радианах.
Значение т для различных металлов находится в пределах от 2 д о З Д Д л я упрощения математического анализа обычно рассматриваются случаи /и « - 2 и т — 3.
В табл. 3 для
некоторых
материалов
8 t
указаны приближенные значения где АР/р — у д е л ь н о е рассеяние энергии (в кГсм\смР) при напряжении окГ\см
2