19. Вибрационные испытания. Параметры вибрации.

Вибрацией наз. движение точки или механич. с-мы при кот. происходят колебания характеризуемых его величин. Обычно при колебательном движении рассматриваются точки матереальных тел или среды перемещающихся последовательно в одну и др. Сторону от некоторого среднего положения

Осн. измеряемый параметр – виброускорение, т. к. Оно позволяет непосредственно оценить вел-ну силы прикладываемой к эл-ту конструкции

Пусть вибрация описывается уравнением

X (t) = A sinwt, X (t)-смещение от положения равновесия в момент t

A- амплитуда смещения, w-угловая скорость: w=2пf, f=1/Т

f- частота колебаний, Т- период колебаний

Виброскорость: V(t)=dx/dt = Awcos wt

Амплитуда виброскорости A*w=N

Ускорение: a(t)= dV dt= - Aw²sinwt

Виброускорение: a(t) Амплитуда ускорения K=Aw²

В технике виброускорение часто оценивают в единицах ускорения свободного подения. Для перехода к другим единицам следует определить отношение амплитуды виброускорений к ускорению свободного падения

J= K /g = Aw²/ g = A(2 f)² /g= 4Af²

Э ту вел-ну виброускорения 4Af² называют перегрузкой в случаерегистрации вибрационного процесса находят зависимость характеризующих его величин

от времени. Амплитуда x_m (виброперемещение, виброскорость,виброускорение представляющие собой наибольшее значение велучины за пкриод колебаний; x_e- среднеквадратичное значение перемещения, (виброперемещение,виброскорость, виброускорение),опр. Как корень квадратный из среднего значения за число периодов колебаний

x_e(t)=1/ nТ (X² (t)dt)^1/2 среднее значение x_ср (виброперемещение, виброскорость, ускорение), определяемое как среднее обсалют. значение величины за период колебаний

x_e(t)=1/ Т |X(t)|dt. Фазу вибрации u как часть периода заключенную м/у условной точкой начала отсчета характерной точкой зависимости

Частоту вибрации f определяют через перод Т колебаний

f = 1/т

Коэффициент гармоник К_f, характеризующий отклонение формы кривой вибрации от гармонической

К_f,= x²_ni/x₁, где x₁-амплитуда первой частотной составляющей, гармоники

x²_n-квадраты амплитуды высших частотных составляющих, начиная со второй

Действующие или эффект. Значение x_e параметра вибрации играет важн. роль т.к. с его помощью опр. Эн-ию, содержащуюся в вибрациях. Для чисто гормонич. колебаний соотношение м/у различными вел-ми им. след.вид

X_e= (п/2 )*x_ср=(1/ )*x_m

20. Испытания синусоидальным сигналом. Гармоническая вибрация. Параметры вибрации

Целью данного испытания является выявление механических дефектов и/или ухудшения заданных характеристик, а также сопоставление полученных результатов с требованиями соответствующей НТД для определения степени годности элементов, аппаратуры и других изделий (далее - образца) к воздействию вибрации заданной степени жесткости. В некоторых случаях это испытание может быть использовано для определения конструктивной прочности образцов и/или изучения их динамических характеристик. Кроме того, на основе степеней жесткости может быть проведена классификация элементов по различным категориям. В соответствующей НТД следует также оговорить, должен ли образец работать во время испытания или только выдерживать условия испытания.

Степень жесткости испытания определяют сочетанием следующих трех параметров: частотного диапазона, амплитуды вибрации и длительности воздействия вибрации (выраженной количеством циклов качания или временем).

Рекомендуемые диапазоны частот: 1...35, 1...100, 10...55, 10...150, 10...500, 10...2000, 10...5000, 55...500, 55...2000, 55...5000, 100...2000 Гц.

Амплитуда вибрации (ускорения и перемещения или того и другого) должна быть указана в соответствующей НТД. Ниже установленной частоты, известной как частота перехода, все амплитуды задаются как постоянное перемещение, выше этой частоты - как постоянное ускорение. Каждое значение амплитуды перемещения связано соответствующем значением амплитуды ускорения таким образом, что на частоте перехода уровень вибрации одинаков. До верхней частоты 10 Гц обычно удобно указывать амплитуду перемещения по всему диапазону частот.

В соответствующей НТД должна выбираться длительность воздействия вибрации из каждого напровления и частоты

Гармонические колебания (вибрация)

Колебания (вибрация), при которых значения колеблющейся величины (характеризующей вибрацию) изменяются во времени по закону:

Asin(w×t+j).

где t - время;

А, w, j - постоянные параметры;

А - амплитуда;

w×t+j - фаза;

j - начальная фаза;

w - угловая частота

При разработке, производстве и эксплуатации машин, станков и др. объектов инженерам и техникам приходится решать вопросы по уменьшению уровней вибрации.

Для решения этих вопросов и проблем необходимо проводить измерение, анализ и контроль параметров вибрации.

На практике избежать вибрации не удается никогда. Наличие вибрации обусловлено присутствием зазоров и поверхностных контактов отдельных деталей и механизмов, неуравновешенных элементов и деталей. Очень часто вибрация многократно увеличивается из-за присутствия резонансных явлений.

1 Вибрация это колебательное движение тела относительно положения равновесия. Количество

Вибрация, которая состоит из одной частотной составляющей, называется моногармонической (гармоническая). На практике более часто встречается полигармонический сигнал, сигнал имеющий большое число частотных составляющих, при этом принято говорить о полосе частот.

2 Для количественной оценки вибрации применяют следующие значения:

двойная амплитуда - размах колебаний, применяется для оценки, когда смещение деталей машин является критическим с точки зрения допустимых механических напряжений и зазоров;

среднее квадратическое значение - соответствует колебательной энергии, характеризует разрушительное действие колебаний.

Другие значения - пиковое и среднее, редко применяются в современной виброметрии.

Ранее изложенное, для гармонической вибрации изображено на графике ниже.