Динамического пограничного

На рис. ПО представлена кинематическая схема- унифицированного кривошипного силовозбудителя [14]. В корпусе 1 вращается главный полый вал 6, внутри которого имеется редуктор из двух червячных передач 4, 5 и цилиндрической 13. В эксцентричной расточке главного вала помещен кривошипный вал 7, угловое положение которого, а следовательно, и амплитуда перемещения фиксируются самотормозящей червячной передачей 5 и регулируются входным валиком 3. Главный вал получает вращение от электродвигателя мощностью 0,6 кВт с числом оборотов 3000 в минуту через клиноременную передачу, приводной вал 10 и зубчатку 12. На валу 10 смонтирован передвижной блок зубчаток 11, сообщающий дополнительное вращение входному валику 3, на конце которого закреплен двойной блок 2. При правом или левом положении блока 11 входной валик 3 соответственно отстает или опережает главный вал, вызывая уменьшение или увеличение амплитуды динамического перемещения. При нейтральном положении блок 11 выполняет стационарный режим нагружения. Передвижение блока 11, а следовательно, и управление режимом испытания осуществляются двумя тяговыми электромагнитами с помощью рычага 9. Срабатывание электромагнитов сигнализируется программным механизмом любой системы. Число оборотов фиксируется счетчиком 8.

идеально упруга и характеристика у нее линейная. Определим бдин — величину динамического перемещения оголовка пружины. Вследствие абсолютной упругости материала кинетическая энергия падающего груза к концу удара полностью переходит в потенциальную энергию деформации. Это условие выражается энергетическим уравнением

В настоящее время наибольшее распространение в стационарных машинах получили такие способы силовозбуждения^ как шатунно-кривошипный, инерционный, гидравлический, электромагнитный, электродинамический и магнитострикционный способы силовозбуждения, возбуждение постоянной силой (для вращающихся образцов). Каждому из этих способов силовозбуждения присущи определенные системы для управления величиной задаваемых напряжений. Так, при возбуждении динамических нагрузок с помощью щатунно-кривошипного механизма величина напряжений определяется величиной радиуса кривошипа. Изменяя величину радиуса по заданной программе, можно приближение воспроизвести необходимые спектры нагрузок. Обязательным условием при этом является возможность изменения динамического перемещения на ходу, без остановки машины. ,

В конструктивном отношении кривошипные возбудители характеризуются громоздкостью механизмов регулирования динамического перемещения и значите- , льной нагруженностью их деталей, что существенно затрудняет быстрое изменение силового режима испытаний с обеспечением необходимой его точности. mi-xi

где ^о — радиус кривошипа, т. е. амплитуда возмущающего динамического перемещения.

при относительном вращении входного валика 3. Вращение главный вал получает от электродвигателя (N = 0,6 кв; п = 3000 об/мин) через клиноременную передачу, приводной вал 10 и зубчатки 12. На валу 10 смонтирован передвижной •блок зубчаток 11, сообщающий дополнительное вращение входному валику 3, на конце которого закреплен двойной блок 2. Передаточные отношения двойных зубчаток выбраны так, что при правом или левом положении блока 11 входной валик 3 соответственно отстает от главного вала или опережает его, вызывая уменьшение амплитуды возмущающего динамического перемещения или ее увеличение. Нейтральное положение блока // соответствует стационарному режиму нагружения. Благодаря малой разности окружных скоростей зубчаток блоков 11 и 2, их переключение на ходу осуществляется без ударов и вполне надежно. Передвижение блока //, а следовательно, и управление режимом испытаний осуществляются двумя тяговыми электромагнитами с помощью рычага 9. Срабатывание электромагнитов вызывается сигналами, поступающими от программного механизма любой системы.

Интегрируя уравнение (8), получим выражение для динамического перемещения сечения контакта В нагружаемой системы по направлению оси У

Динамическая жесткость. Динамической жесткостью называется отношение амплитуды гармонической силы в точке (сечении) системы к амплитуде динамического перемещения этой точки.

Таким образом, кривая динамического перемещения во времени может значительно отличаться от кривой" изменения вызывающей его динамической силы.

Динамическое смещение Y (рис. 1,6) в общем случае состоит из динамического перемещения цапф ротора 6 и его прогиба у'р,

Рис. 2. Зависимость динамического перемещения системы от ее упруго-инерционных свойств

4. При течении в пограничном слое силы внутреннего трения имеют тот же порядок, что и силы инерции. Это условие выполняется, если безразмерная толщина 5// динамического пограничного слоя имеет порядок

По мере увеличения у скорость wx асимптотически стремится к wx. Поэтому условно считается, что толщина динамического пограничного слоя соответствует такому значению координаты у, при котором wx отличается от WK на 1%. Так как t\ — y]/wx/(vx). при wx = 0 99 wg толщина пограничного слоя 5 « 5\/vx/wx. При известных / /' и /" можно перейти к решению уравнения энергии (2.87). С учетом выражений (2.89) уравнение (2.87) можно представить в следующей форме:

щины динамического пограничного слоя. Между ними имеется простое соотношение бл/Дл = Рг ' , справедливое при Рг>0,6. Тепловой поток согласно закону Фурье равен:

1. Гидродинамические условия развития процесса. При продольном течении жидкости вдоль плоской поверхности происходит образование динамического пограничного слоя, в пределах которого вследствие сил вязкого трения скорость изменяется от значения скорости невозмущенного потока w0 на внешней границе слоя до нуля на самой поверхности пластины. По мере движения потока вдоль поверхности толщина пограничного слоя постепенно воз-

В процессе теплообмена около поверхности пластины формируется тепловой пограничный слой, в пределах которого температура теплоносителя изменяется от значения, равного температуре стенки tc, до температуры потока вдали от поверхности tx (рис. 3-5). Характер распределения температуры в тепловом пограничном слое зависит от режима течения жидкости в динамическом пограничном слое. Сам характер формирования теплового слоя оказывается во многом сходным с характером развития динамического пограничного слоя. Так, при ламинарном пограничном слое отношение толщины динамического бл и теплового Ал слоев зависит только от числа Прандтля, т. е. от теплофизических свойств теплоносителя. Это значит, что зависимость Ал от скорости w0 и расстояния х сохраняется такой же, как и для динамического слоя. При значении Рг = 1 толщины слоев оказываются равными друг другу: Ал = 6Л. При ламинарном течении перенос теплоты между слоями жидкости, движущимися вдоль поверхности, осуществляется путем теплопроводности. При турбулентном пограничном слое основное изменение температуры происходит в пределах тонкого вязкого подслоя около поверхности, через который теплота переносится также только путем теплопроводности. В турбулентном ядре пограничного слоя из-за интенсивного перемешивания жидкости изменение температуры незначительно и поле температур имеет ровный, пологий характер. Таким образом, как при ламинарном,

График этой зависимости показан на рис. 3-9. При значении Рг = 1 профили температурных напоров и скоростей оказываются тождественными. При увеличении значения Рг толщина теплового пограничного слоя стано. вится меньше толщины динамического пограничного слоя. Между ними, имеется простое соотношение 6Л/ДЛ = Рг1''3, справедливое при Рг » 0,6. Плотность теплового потока согласно закону Фурье равна:

Для толщины динамического пограничного слоя б мы получили раньше оценку 6«LRe~°'5. Трение на стенке тю пропорционально \и(ди!ду) » «(г(ие/6). Учитывая, что

Так как при a>v область тепловых возмущений распространяется в глубь потока дальше, чем областо гидродинамических возмущений, то в жидких металлах тепловой пограничный слой толще гидродинамического пограничного слоя.

При этом закономерности, определяющие развитие динамического пограничного слоя в жидком металле остаются теми же, что и в других жидкостях, подчиняющихся закону трения Ньютона. Закономерности же теплообмена в жидких металлах существенно меняются.

Когда Рг<^;1, при рассмотрении процессов вне динамического пограничного слоя возникает необходимость определить турбулентную составляющую переноса тепла при б<г/<^бт.

Здесь 00 соответствуют стационарному температурному полю, а значения функций / и g, G0, характеризующих поле скоростей и функцию тока для стационарного и пульсационного динамического пограничного слоя в первом и втором приближении, определяются по методу, изложенному в предыдущем разделе. Индекс г — соответствует действительной части функции, at — мнимой.