Демпфирующие устройства

г. Влияние свойств композиционного материала на динамическую реакцию балок. В приведенном выше анализе свойства материала не варьировались и не учитывались его демпфирующие характеристики. Естественно, что динамические свойства' композиционных материалов следует рассматривать по отношению к их влиянию на поведение балки. Из параметров материала, оказывающих наибольшее влияние на динамическую реакцию балки, следует отметить два — модуль упругости и коэффициент демпфирования. Исследование влияния этих параметров изучали в основном экспериментально (результаты кратко приведены ниже).

Таучерт и Мун [176] использовали с этой целью монотонный импульс и сравнили полученные результаты с характеристиками материала, найденными резонансным и статическим методами. Модули упругости эпоксидных боро- и стеклопластиков, определенные статическим и динамическим (при распространении волны вдоль волокон) методами, различались в пределах 2%. Была также установлена возможность предсказания рассеяния волн по результатам резонансных испытаний материалов. Таугерт [172, 173] использовал ультразвуковые волны для описания всех упругих постоянных различных композиционных материалов, а также измерил рассеяние ультразвуковых волн и установил, что предварительное растяжение увеличивает демпфирующие характеристики [174]. Рид и Мансон [142] исследовали рассеяние импульса напряжений в композиционных материалах.

Экспериментально жесткость и демпфирующие характеристики связи можно определять по резонансной частоте и логарифмическому декременту затухающих колебаний свободной системы.

Возбуждение колебаний специальными вибраторами позволяет проводить исследования во всем частотном диапазоне, а не только на собственных частотах. При этом можно получать динамические жесткости и податливости, демпфирующие характеристики и формы колебаний конструкции на резонансных частотах. Измерение форм колебаний многорезонансных систем выполняется с помощью нескольких одновременно работающих вибраторов, согласованных по фазе.

Жесткостные и демпфирующие характеристики опор, их число и расположение вдоль контура определяются вместе с напряженными состояниями самих трубопроводов на основании расчетного анализа контура (§ 4 гл. 3).

Значительное влияние на уровень напряжений с собственными частотами рабочего колеса оказывают его демпфирующие характеристики. Сложность конструкции рабочего колеса, наличие кольцевых и торцевых зазоров по нижнему и верхнему ободьям, неопределенность характеристик потока, воздействующего на рабочее колесо,— все это затрудняет определение теоретическим путем его демпфирующих характеристик. Тем не менее знание этих характеристик необходимо для оценки возбудимости собственных колебаний рабочих колес, что позволит различать среди резонансных колебаний рабочих колес опасные и неопасные. Важно также оценить влияние граничных условий и ряда других факторов на характеристики демпфирования рабочего колеса.

Псевдосплавы Fe-Cu имеют более высокую коррозионную стойкость во влажной атмосфере и в растворах солей, чем литая сталь. Для них характерны достаточно высокие демпфирующие характеристики. Декремент затухания колебаний композиций из чистых компонентов при комнатной температуре и амплитудах напряжений 100-200МПа составляет 1-2%. С ростом температуры демпфирующие характеристики псевдосплавов повышаются.

лепластиков на основе углеродных волокон высокомодульного типа — около 300 г. Удочки из стеклопластиков весят 700—800 г. Благодаря такому снижению веса удочки из углепластиков привлекли внимание многочисленных любителей рыбной ловли. Хорошие демпфирующие характеристики углепластиков в сочетании с их высокой жесткостью позволяют рыболову чувствовать момент взятия форелью наживки.

в высоких значениях удельной прочности и ударной вязкости материала. Подобно металлам они обладают способностью к пластической деформации, что препятствует хрупкому характеру разрушения. Демпфирующие характеристики армированных пластиков на основе арамидных волокон в 4-5 раз выше, чем те же характеристики углепластиков (табл. 8.5, рис. 8.2). Они обладают также рядом других свойств, которые не могут быть достигнуты при использовании углеродных волокон. Поэтому арамидные волокна представляются весьма перспективными для практического применения.

лепластиков на основе углеродных волокон высокомодульного типа -около 300 г. Удочки из стеклопластиков весят 700—800 г. Благодаря такому снижению веса удочки из углепластиков привлекли внимание многочисленных любителей рыбной ловли. Хорошие демпфирующие характеристики углепластиков в сочетании с их высокой жесткостью позволяют рыболову чувствовать момент взятия форелью наживки.

в высоких значениях удельной прочности и ударной вязкости материала. Подобно металлам они обладают способностью к пластической деформации, что препятствует хрупкому характеру разрушения. Демпфирующие характеристики армированных пластиков на основе арамидных волокон в 4—5 раз выше, чем те же характеристики углепластиков (табл. 8.5, рис. 8.2). Они обладают также рядом других свойств, которые не могут быть достигнуты при использовании углеродных волокон. Поэтому арамидные волокна представляются весьма перспективными для практического применения.

В и б р о и з о л я т о р, или амортизатор, — элемент виброзащитной системы, наиболее существенная часть которого — упругий элемент. В результате внутреннего трения в упругом элементе происходит демпфирование колебаний. Кроме того, в ряде конструкций амортизаторов применяют специальные демпфирующие устройства для рассеяния энергии колебаний. Динамические характеристики амортизатора существенно зависят от его статических характеристик, причем и те и другие являются нелинейными. Нелинейность характеристик амортизатора определяется рядом причин: нелинейными свойствами упругого элемента (например, резины), внутренним трением в упругом элементе, наличием конструктивных особенностей амортизатора типа ограничительных упоров, демпферов сухого трения, нелинейных пружин и т. д. На

Виброизолятор, или амортизатор, — элемент виброзащитной системы, наиболее существенная часть которого — упругий элемент. В результате внутреннего трения в упругом элементе происходит демпфирование колебаний. Кроме того, в ряде конструкций амортизаторов применяют специальные демпфирующие устройства для рассеяния энергии колебаний. Динамические характеристики амортизатора существенно зависят от его статических характеристик, причем и те и другие являются нелинейными. Нелинейность характеристик амортизатора определяется рядом причин: нелинейными свойствами упругого элемента (например, резины), внутренним трением в упругом элементе, наличием конструктивных особенностей амортизатора типа ограничительных упоров, демпферов сухого трения, нелинейных пружин и т. д. На

Работа вала в закритической области возможна, но для прохождения через критические частоты опоры должны иметь демпфирующие устройства для гашения колебаний.

В большинстве случаев зависимость между силой F и упру* гой деформацией х в соответствии с законом Гука для метал* лов принимается линейной (прямая / на рис. 55, а), т. е. коэффициент жесткости с считается постоянной величиной. Однако для резины коэффициент жесткости возрастает с увеличением силы F, и тогда характеристика F(x) называется жесткой (кривая 2 на рис. 55, а). Такую же характеристику имеют упругие силы, действующие на элементы высших пар, так как при точечном или линейном контакте рабочих поверхностей контактная жесткость возрастает с ростом нагрузки. Мягкую характеристику (кривая 3 на рис. 55, а) часто имеют звенья, выполненные из полимеров. Кроме того, иногда для получения требуемых динамических характеристик вводят в состав механизма специальные демпфирующие устройства и конические пружины с нелинейными характеристиками типа кривых 2 и 3.

К числу внешних сопротивлений нужно отнести и специально создаваемые для гашения колебаний демпфирующие устройства.

Исследования, проведенные Н. С. Карпышевым применительно к тормозам шахтных подъемных машин, позволили оценить также влияние величины зазоров в шарнирной системе тормозного устройства [24], [25]. При значительном числе шарниров даже небольшое увеличение зазоров увеличивает ход замыкающего груза и приводит к увеличению на 10—15% величины динамических усилий. При свободно опускающемся замыкающем грузе коэффициент динамичности не может быть меньше двух. Для уменьшения его значения могут быть применены воздушные или гидравлические демпфирующие устройства, которые поглощают избыточную кинетическую энергию системы, развивающуюся при опускании замыкающего груза, и способствуют более быстрому затуханию колебаний. Демпфирование замыкающего груза получило большое распро-Фиг. 57. Схема колодочного тормоза руд- странение в гидравлических личной подъемной машины с гидравличе- тормозных приводах руд-ским управлением движения замыкаю- у ^ ^J

На основании приведенных соображений в пневмогидравлических системах энергия сжатого воздуха используется для преодоления всех полезных и вредных сопротивлений, а гидравлические устройства предназначаются для выполнения функции регулирования в качестве регуляторов движения (тормозные или демпфирующие устройства и т. д.).

Вместе с тем для обширной группы измерительных приборов самого различного назначения, а также весовых устройств и др. требуются специальные дополнительные демпфирующие устройства. Мы выбрали именно такой пример. Как видим, с осью прибора связан поршенек 8 воздушного демпфера 10. При своем движении поршенек

Наиболее простыми из них по конструкции и эксплуатации являются демпфирующие устройства [1]. Резонансный преобразователь в этом отношении более сложен. Связано это с необходимостью герметизации жидкости, находящейся под большим давлением. РП, кроме того, нуждается в специальной системе, обеспечивающей его включение и выключение.

Количественные оценки показывают, что наименьшей эффективностью обладают демпфирующие устройства. РП может обеспечить большее по сравнению с демпфером снижение резонансных вибраций: корпуса — на 7—26 дБ; валопровода — на 8—12 дБ; системы в целом — на 1,6—12 дБ.

Способ установки уплотнения может сказаться на чувствительности его к вибрациям. Для уменьшения влияния вибрации на работу уплотнения иногда используются демпфирующие устройства.