- •Міністерство освіти і науки України
- •1. Программа курса
- •1.1. Введение
- •1.2. Общие вопросы динамики машин
- •1.3. Основы теории упругих колебаний систем с одной степенью свободы
- •1.4. Колебания линейных систем с конечным числом степеней свободы
- •1.6. Элементы экспериментальной динамики машин
- •2. Методические указания
- •Страницы из учебных пособий и книг, рекомендованные для самостоятельной проработки при изучении разделов курса
- •3. Контрольная работа
- •3.1. Общие указания
- •3.2. Варианты контрольных работ
- •3.3. Задачи контрольных работ
- •4. Решение задач
- •4.1. Пример решения задачи
- •Содержание
- •Передмова………………………………………………………… 3
1.6. Элементы экспериментальной динамики машин
1.6.1. Задачи экспериментального исследования. Параметрические датчики: емкостные, индукционные и реохордные. Проволочные датчики и их применение. Выбор места установки датчика. Виброметры и акселерометры. Усилители и аналого-цифровые преобразователи.
1.6.2. Измерение кинематических и силовых параметров машин. Методика снятия и расшифровка виброграмм. Компьютерная обработка виброграмм.
2. Методические указания
Изучение курса следует начинать с ознакомления с его программой и усвоения принятых в нем понятий, определений и терминов.
Колебания представляют собой наиболее распространенный вид движения, которое обладает свойством повторяемости (периодичности). Эта повторяемость может быть полной или частичной. В процессе колебаний происходит переход энергии одного вида в другой. При механических колебаниях основными энергоносителями являются массы и жесткости упругих связей.
По характеру возбуждения различают колебания собственные, вынужденные, параметрические и автоколебания. С другой стороны разделяют колебания, совершающиеся в линейных и нелинейных системах. По сложности систем, в которых происходят колебания, различают колебания, в системах с одной, несколькими и бесконечными числом степеней свободы, а по характеру относительного движения масс в процессе колебаний - продольные, поперечные (изгибные) и крутильные.
Согласно поставленной задачи динамического исследования реальную систему, машину, механизм по возможности заменяют простой приведенной расчетной схемой с небольшим числом масс, обеспечивающей требуемую точность расчета. Процесс перехода от реальной системы к расчетной схеме, пригодной для анализа, иногда связан просто с исключением несущественных деталей. Принципиальная расчетная схема во многих случаях изображается в виде дискретных масс, связанных между собой упругими связями. При этом предполагается, что упругие связи невесомы, а массы не обладают упругостью.
В расчетных схемах все реальные параметры машин (массы и жесткости), а также внешние нагрузки, заменяются приведенными величинами. Замена реальной системы, приведенной расчетной схемой, производится на основе равенства кинетической и потенциальной энергии реальной и приведенной систем, а также на основе равенства элементарных работ сил, приложенных к элементам реальной системы и приведенной.
Законы движения масс расчетной схемы определяются как решения дифференциальных уравнений движения. Наибольшее распространение получили способы составления уравнений движения на основе принципа Даламбера и уравнений Лагранжа второго рода, а для многомассовых изгибных систем типа балки - обратный способ, основанный на введении сил инерций, приложенных к безмассовому упругому "скелету" изгибной системы, и использовании коэффициентов влияния.
При самостоятельном изучении курса необходимо проработать в первую очередь материал, изложенный на страницах рекомендованной литературы, указанных в таблице 2.1. Особое внимание следует уделить усвоению вопросов программы курса, в которых излагаются основы теории упругих колебаний систем с одной степенью свободы.
При изучении раздела программы, посвященном применению прикладных компьютерных программ для решения задач теории колебаний, следует базироваться на материале изученного ранее курса информатики, в частности, на тех его параграфах, в которых излагались возможности прикладных компьютерных программ и техника подготовки задач для решения с использованием мощных вычислительных сред MathCAD и MATLAB .
Содержание и основы всех разделов курса излагаются студентам в лекциях и закрепляются при решении задач на практических занятиях, при выполнении контрольной работы по курсу.
В процессе работы над курсом, студенты должны твердо усвоить и знать следующие главные понятия, определения, термины, формулы и уметь ими пользоваться при решении задач: масса, жесткость, характеристика жесткости, упругая связь, реальная система, приведенная расчетная схема, возмущающая сила, кинематическое возбуждение, восстанавливающая сила, сила инерции, сила неупругих сопротивлений (диссипативная сила), обобщенные координаты и силы, кинетическая и потенциальная энергии системы, уравнение движения, начальные условия, закон движения, частота, период, амплитуда колебаний, динамическая нагрузка, сила и момент силы упругости связи» сила малой продолжительности, импульс силы, резонанс, биения, переходный процесс, стационарные колебания, стационарное упругое состояние связи, коэффициент динамичности, частотные характеристики (АЧХ, ФЧХ, АФЧХ), частотное уравнение, собственные формы колебаний, коэффициенты влияния, динамическая податливость, парциальная система.
Таблица 2.1.