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