книги из ГПНТБ / Колебания и устойчивость упругих систем машин и приборов

М. В. ХВИНГИЯ, А. М. БАГДОЕВА, Д. Т. ГАБАДАДЗЕ, Р. И. ПАРЦХАЛАДЗЕ, Л. К. ВОРОТЫНЦЕВ

КОЛЕБАНИЯ И УСТОЙЧИВОСТЬ

УПРУГИХ СИСТЕМ МАШИН И ПРИБОРОВ

ьМЕЦНИЕРЕБА»

1974

АКАДЕМИЯ НАУК ГССР

ЬЬ6 80G 50ОбОЬЬСПд д б д ^ й д П д

ИНСТИТУТ МЕХАНИКИ МАШИН

ВдБддБЬСПд ЭО<30>б(МОЬ ОБЬ&П&Ѵ&О

1974

з. з. ьзоеаоа, а. э. аза^позз, *2. &. азаа^-ш,

6. о. 'забйьас?<ш, с?, з. зп^пфобоззо

8«ЬБс№Б000Ь«Ь Ф6 bO^bö^anOÖOb

b o b ö o a ь т б ь а з з а о а а д ^ Ф г ш

&5агаЭ608С?П6>Ь „Э06БО0А0&5“

СП&ОСГОЬО

1974

М. В. ХВИНГИЯ, А. М. БАГДОЕВА, Д. Т. ГАБАДАДЗЕ,

Р. И. ПАРЦХАЛАДЗЕ, Л. К. ВОРОТЫНЦЕВ

КОЛЕБАНИЯ И УСТОЙЧИВОСТЬ УПРУГИХ СИСТЕМ МАШИН

И ПРИБОРОВ

ИЗДАТЕЛЬСТВО «МЕЦНИЕРЕБА» ТБИЛИСИ

1974

»

• t г .

••

** I

ПРЕДИСЛОВИЕ

Настоящая работа посвящена исследованию вибраций основных типов упругих элементов машин и приборов •— ви­ тых и плоских металлических пружин с присоединенными к ним твердыми телами — и разработке методов их расчета на колебания.

Целью работы является создание теоретической базы рационального проектирования упругих систем, достаточно полно учитывающей особенности конструкции и реальные ус­ ловия их деформации; как следствие этого, предполагается некоторое расширение области применения полезных вибра-. ций за счет исследования новых способов эффективного воз­ буждения высокочастотных колебаний, например в вибротех­ нике, усовершенствование методов расчета машин и их эле­ ментов на колебания, а также облегчение борьбы с вредны­ ми последствиями вибраций (например, при помощи амор­ тизаторов) более строгим учетом их динамических свойств.

Все эти вопросы сегодня достаточно актуальны и сос­ тавляют одно из направлений в науке о динамике и прочнос­ ти машин, приборов и аппаратуры, являющейся фундамен­ том расчета современных высокоскоростных объектов.

Колебания упругих систем, в отличие от колебаний жес­ тких конструкций, имеют целый ряд особенностей, ,к числу которых относятся широкие возможности регулирования іж'есткоісти и плавного варьирования резонансных харак­ теристик, а также малая жесткость упругого элемента, ко­ торая дает возможность получения сравнимой с начальными размерами деформации; в таких условиях ярко проявляются геометрические нелинейные эффекты, которые в жестких конструкциях из-за малости деформаций не наблюдаются.

Далее, в процессе колебаний изменяются все основные размеры и жесткостные характеристики (длина, диаметры

•и т. д.), и поэтому все они делаются функциями возмущаю­ щих факторов; в линейных системах это дает существенные параметрические эффекты не только в основных, но и в высших резонансных областях.

5

Наконец, в реальных условиях ни одна из характеристик упругого элемента не является детерминированной; .погреш­ ности изготовления и монтажа дают достаточно большие (отклонения от номинальных размеров « жесткостей, а при работе элемента на Гранине статической или динамической

(неустойчивости возможны непредусмотренные идеальной тео­ рией нарушения условий работы — потеря статической устой­ чивости, паразитные колебания, нарушение взаимодействия

деталей и узлов, что в любом случае нежелательно с точки зрения правильного выполнения рабочего процесса и проч­ ности и надежности .машин. Однако в погоне за расширением диапазона регулирования жесткости, конструктора ожидают и нежелательные явления, и приятные сюрпризы; малая жесткость и легкая деформируемость в некоторых случаях приводят к продольному изгибу, а при вибрациях — к дина­

мической неустойчивости.

Если первое явление вообще нежелательно, то второе

.можно использовать для генерации колебаний с заданными

.режимами.

Четкое и точное выделение границ этих эффектов сегодня уже является задачей не высокой теории, а насущной прак­ тической потребностью. Понятно, что получение такой разно­ образной информации требует привлечения прежде всего тео­ ретических методов нелинейной механики и математической статистики, а реализация полученных результатов для прак­ тических расчетов — применения ЭЦВМ.

Все обсуждаемые инже особенности динамики н коле­ баний упругих систем машин и приборов в той или иной ме­ ре нашли отражение в настоящей .книге, четыре основные

главы которой посвящены следующим вопросам: исследова­ нию и расчету гибких систем машин на пространственные колебания; установлению влияния погрешностей изготовления на поперечную жесткость и определению закона распреде­ ления этих погрешностей; динамической устойчивости и па­

раметрическим колебаниям системы «пружина-масса»; нели­ нейно-параметрической синхронизации упругих механических систем е несимметричной силовой характеристикой и прос­ тым гармоническим возмущением. -

Работа, положенная в основу настоящей книги, выпол­

6