Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

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

..pdf
Скачиваний:
6
Добавлен:
24.10.2023
Размер:
8.97 Mб
Скачать

п о этим данным вычисляется .период одного полного колеба­ ния и далее по формуле

/= —- Mgc

(1.225)

4%2

 

определяется момент инерции иопытуемого тела, относитель­ но оси подвеса ( с расстояние от оои подвеса до центра тяжести).

Для удобства эксперимента ось подвески . выбиралась параллельно центральным осям, поэтому для расчета момен­

та

инерции относительно центральной оси использовалась

формула

 

 

 

1ц_х,—I

М р ,

(1.226)

где

Су — расстояние между центральной

осью и осью под­

веса.

относительно

центральной оои,

 

Зная момент инерции

можно вычислить момент инерции относительно любой па­

раллельной

ей оси

 

 

 

 

І=Іи.т. + М сі;

(1.227)

с 2 расстояние от центра тяжести до оси,

относитель­

но которой

определяется

момент инерции.

 

Для расчета моментов инерции активной массы относи­

тельно осей

у у , X X ,

z z

подвес тела осуществлялся по па­

раллельным им осям I—’I, II—II, III—III (рис. 27).

Периоды колебаний относительно этих осей, полученные

экспериментально, а

также величины искомых

моментов

инерции активной и реактивной масс, определенные по фор­ мулам (1.225-г-1.227) приводятся в таблице 12. Расположе­

ние осей подвески

и необходимые для расчета размеры (см)

даны на рис. 27 и 28.

 

 

 

 

Далее по формулам (1.212, 1.216) определяем узловые

сечения при крутильных колебаниях в

плоскости

у о г и при

поворотных колебаниях в плоскостях

х о г и х о у :

 

- 1 6 f b _ V + i2 ( - А - У + 9 6

27000-24,22

2 L -

V24,2 /

V24,2 У

24,2

 

1+48

312000

 

 

 

27000-24,22

 

 

 

 

 

 

 

3,82/28,4

 

 

 

 

1— 3,82/28,4

 

 

89

со

о

Рис. 27

 

 

Т а б л и ц а 12

Объект эксперимента

Период колебаний

Момент инерции

(в сек.)

(в сек2 кгсм)

 

Активная масса

Ѵ л = 1,6

Iа уу =123,4

 

Ч І- Н = Ь 2

Iа X X

= 28 .4

 

 

 

Т11І— ш = 1 , 6

' а г2= 132Л

Реактивная масса

xj_I = 0,89

/ г уу= 1 .42

 

 

[

= 3,82

 

 

Г X X

 

 

' i l l - I I I = 0 , 9 6 j

I = 3 ,5 2

 

 

Г Z Z

 

27000-24,22 \ На

ч 27000.24,22

/ На 2

312ÖÖÖ

I ~24~2

312000

\24Й2

12 +

0,25 -27000•24,22

 

 

 

312000

 

1,42/123,4 1-1,42/123,4 ’

91

 

2 4 -

27000-24,22

\ Я,

 

27С00-24,22 /

Я,

 

 

312000

 

24,2

 

312000

 

24,2

 

 

 

 

 

 

 

 

12+ 0,25 27000-24,22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

312000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3,53/132,1

 

 

 

 

 

 

 

 

~~ 1—3,53/132,1 '

 

 

 

 

Откуда (На)хх—4

см;

(На)ѵѵ = 0,2

см; (Яв)„ = 0,4

см и, следо­

вательно,

ЯГ= Я Х—Яа,

т. е.

(Нг)хх=8,1 см;

(Нг)ѵу—11,9 см;

(Яг).г= 11,7 см. А соответствующие массы пружин (в

см

 

 

6,38

 

 

 

 

 

 

 

 

(М„

) =

(М„

)

—ввиду малости можно не учи-

—— ;

“пруж'жж

g

 

пруж yy,zz

 

 

 

 

 

тывать;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

...

.

12,9

 

 

.

 

19,5

...

.

 

19,28

(Мг )

= — — ;

(Мг )

= — — ;

Мг

 

= _ 1 _ .

 

пруж **

g

 

 

пруж у у

g

 

пруж iZj

g

Для расчета поправки от момента инерции витков восполь­

зуемся

формулами (1.209, 1.204,

1.207).

 

 

(Ма

)

 

 

 

 

сек2 кг см;

АІахх= ___El!?” **. (Д2+ 4 гі) kKm =0,658

*

4

 

 

 

 

 

.

 

 

ДА

=1,33

сек2 кг см.

 

 

 

* -V ѵ

'

 

 

 

 

Расчет

экваториального момента

 

инерции

витков пружин

следует в данном

случае определять по формуле

 

 

Г _

5пруж

/Я"

,

Л

(1.228)

 

 

 

- у -

U

+

rj -

 

 

 

 

где rs — расстояние между осью, проходящей через центр витка и любой паралеллы-юй ей осью; .

 

АА

=(Ма

 

D3

1

0;

 

 

 

 

 

пруж' уу I 8

 

 

 

 

AIг

=0,86 сек2 кг см;

 

 

 

' Z Z

 

AIa

—(М

)

Апов«0;

ДА

=0,034 сек2 кг см.

аѴѴ

ѵ

“ пруж гг

8

 

ѵу

 

Суммарные значения активных и реактивных масс с учетом (сек2 кг см)

92

^ ахх}суы~~^ахх~^^ахх~ 29,06,

(7ayy)cyir

*23,4;

(^ Л у м = 132.1;

( ^ , = 5.15;

(/,уу)сум = 1,45;

(Д +сум = 4,39.

Приведенные

моменты инерции

определяем

по формуле

(1.174)

 

 

 

 

(7**)лрив = 4’38 СеК" КГСМ<

(/ Уѵ)прнв = 1 >43 Сек2 КГСМ;

( U npim = 4,°5 сек2 кг см.

Определим продольную жесткость одной пружины

Спр = - - -- = 860 — .

8D3i см

Далее можно вычислить частоту продольных іколебаний. Согласно (1.171)

- - 51/ ^ = 51 / ^ = 58'6гц-

.По формуле (1.223) определяем коэффициент, выража­ ющий соотношение поперечной и продольной частот. Для пружин е круглым сечением проволоки это выражение при­ нимает вид

^2= о)2р

 

 

 

1

 

М пр

(1.229)

0,0738 ( H J D f + 0,384

М п

 

отсюда

 

 

 

 

Мпр

 

 

 

ШпР

 

 

 

Wjion 0,0738(Я0/Я)2+0,384

М„оп

 

 

58,62

 

 

25

гц2;

 

0,0738 (24,2/103)2+

0,384

24,3

 

 

 

 

^поп =

6 7

ГЦ.

 

 

 

 

Для расчета поворотных колебаний в плоскости хоу вос­

пользуемся формулой (іі.224). Преобразуя

ее применительно

к заданным параметрам упругой системы, получаем

 

й)аПОв _ М „ р

D3[l +0,443 т-ДВД2]

(1.230)

3 cügp

I,

 

 

1,772 у;

 

 

 

 

 

 

 

24+48(Я0/Я)а

 

 

 

 

(1.231)

Т і_ 12+10,4(Я0/Я)2

 

 

 

 

 

 

 

93

Следовательно,

 

 

 

 

ШйрМпр

D2|l-f0,443 гП В Д 2].

 

^nou—

 

1,772 r ;

 

L

 

58,62- 25-10,32

l- f 0,443-0,727

36

 

~ w j

гц;

 

1,772-0,727

 

 

здесь

 

 

 

 

 

 

244-4,8 (24,2/10,3)2

=0,727,

 

Гі = 12410,4 (24,2/10,3)2

 

 

отсюда

 

 

 

 

Шлов = 93,5 гц.

 

 

Резонансную частоту поворотных колебаний в плоскости

xoz определяем по той же

формуле (1.230), но при 1г = 0:

/

58,62- 2,5 • 10,32

= 71 гц.

 

t^nOB-- у

1,772-1,43 о--0,727

 

Вычислим коэффициент тд, связанный с крутильными колебаниями. Для проволоки круглого сечения (выражение (1.222) примет вид

^

= ( --------------------

-----------------------

ф- 0 ,6 5

о)2р

\ 2 [ 0 , 0 7 3 8 ( Я 0/ О ) 24 - 0 , 3 8 4

 

D2]

.

(1 .2 3 2 )

J

/0

 

Подставляя данные исследуемого объекта, получаем

362

+ 0,65-10,32 25 = 5,14,

Ѵі = 2)0,0738 (24,2/10,3)24- 0,384]

4J8g

следовательно

«кР= К р 1ш2р = 58,6 /5 ,1 4 =133 гц.

Полученные числовые значения показывают, что пара­ зитные частоты, в частности частоты поперечных и пово­ ротных колебаний, в плоскости xoz, лежит 'Недостаточно да­ леко от резонанса рабочих колебаний -и даже небольшие изменения в параметрах упругих систем (например, обус­ ловленные предварительным поджатием упругих элементов, уменьшающим, как правило, жесткость системы или измене­ ние активной массы) могут приблизить их еще больше, что нежелательно.

94

Достоверность расчетных значений 'Собственных частот исследуемого электровибропитателя проверялась экспери­ ментально. При этом переменная возмущающая частота обеспечивалась установкой, состоящей из звукового генера­ тора, передающего переменное напряжение на усилитель УПВ-1,5. В результате система генератор-усилитель выдааа-

Рис. 29

а)[гц]

95

=5f,Zrn

=5Й2гч

w=5%ZЩ

б

Рис. 32

• ак

1

ц ! иЦЧ15h i/V''VW [

дг

6=jbj[

ѵлу"Ч

 

60 |=д,5 ГЦ

л4МчЛ/-./ѵл-'V’h/v’ -V

i«W

а

б

в

Рис. 34

ак

Рис. 35

7. М. В. Хвингия и др.

97

ла переменное напряжение от 40 в до 340 в, что обеспечивало диапазон регулирования частоты па вибраторе от 0 до 5000 гц. Колебания фиксировались пьезо-кварцевыми датчиками

в

Рис. 36

\

Д-13 (диапазон работы — от 20—300 гц). От датчиков сиг­ нал передавался измерительно ускорений и далее на осцилло­ граф К-105, ооглаоно схеме, приведенной на рис. 29. Для записи продольных колебаний использовались вертикальные

98

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ