- •Свободные колебания механических систем с конечным числом степеней свободы
- •Содержание
- •Предисловие
- •1.Основные понятия и определения теории колебаний
- •1.1.Понятие о колебаниях
- •1.2.Классификация колебательных процессов и систем
- •1.3 Построение математических моделей систем с конечным числом степеней свободы
- •2.Уравнения малых колебаний систем с кчсс относительно
- •2.1.Основные гипотезы и определения
- •2.1.1.Системы и их связи
- •2.1.2 Обобщенные координаты и обобщенные силы
- •2.1.3 Уравнения Лагранжа для консервативных и диссипативных
- •2.2 Представление кинетической и потенциальной энергий
- •2.3. Уравнения малых колебаний консервативных систем
- •3 Свободные колебания систем с конечным числом степеней свободы
- •3.1 Каноническая форма представления кинетической и
- •3.2 Определение собственных частот и форм колебаний
- •3.3 Свойства собственных частот и форм колебаний
- •3.4 Решение задачи о свободных колебаниях
- •4. Расчетно-графическое задание
- •4.1. Цели и задачи расчетно-графического задания
- •4.2. Пример моделирования продольных колебаний ротора.
- •4.3. Пример моделирования крутильных колебаний ротора
- •4.4. Пример моделирования изгибных колебаний ротора
- •1. Определение масс и центров масс
- •2. Определение податливости.
- •4.5 Варианты заданий для моделирования колебаний ротора
- •4.6. Моделирование изгибных колебаний ротора на пэвм
- •Список литературы
- •Вільні коливання механічних систем з кінцевим числом степенів вільності
4.5 Варианты заданий для моделирования колебаний ротора
На рис. 4.10 представлены четыре варианта конструкции ротора с разными типами подшипников – короткими и длинными, открытыми и закрытыми, которые определяют разные граничные условия. Там же указан тип дискретной модели, которую необходимо построить для моделирования продольных, крутильных или изгибных колебаниях. Порядок действий при расчете колебаний этих систем приведен в пп. 4.2, 4.3, 4.4. Варианты материалов ротора приведены в табл. 1, а в табл. 2 – варианты геометрических размеров роторов изображенных на рис. 4.10.
Выбор задания производится на основе кода варианта задания, который выдает преподаватель. Например, код варианта задания "В8.Сталь–1" означает:
эскиз поперечного сечения модели ротора и типы дискретных моделей взять на рис. 4.10, вариант В;
геометрические характеристики модели приведены в табл. 2, в части "Для вариантов А,В,С", в строке № 8;
характеристики материала должны быть взяты из табл. 1 для названия "Сталь-1".
Таблица 1 – Характеристики материалов для моделей роторов
Название |
Модуль упругости Е , Н/м2 |
Плотность , кг/м3 |
Модуль сдвига G , Н/м2 |
Сталь – 1 |
2,11011 |
8,0103 |
8,01010 |
Чугун |
1,21011 |
7,2103 |
5,01010 |
Алюминий |
7,21010 |
2,7103 |
2,71010 |
Сталь – 2 |
2,01011 |
7,8103 |
7,61010 |
Вариант А |
|
|
Граничные условия: 1-й
подшипник –
2-й
подшипник –
Типы дискретных моделей:
|
Вариант B |
|
|
Граничные условия: 1-й
подшипник –
2-й
подшипник –
Типы дискретных моделей:
|
Вариант C |
|
|
Граничные условия: 1-й подшипник – ; 2-й подшипник –
Типы дискретных моделей:
|
Вариант D |
|
|
Граничные условия: 1-й подшипник –
свободный
край –
Типы дискретных моделей:
. |
Рисунок 4.10 – Варианты моделей ротора
Таблица 2 – Геометрические параметры для моделей роторов
-
№
L1
L2
L3
L4
h
d1
d2
d3
d4
Для вариантов моделей А, B, C
1
0,4
0,6
0,8
1,0
–
0,1
0,12
0,14
0,12
2
0,2
0,6
0,8
1,0
–
0,12
0,1
0,14
0,12
3
0,3
0,6
0,8
1,0
–
0,1
0,12
0,16
0,12
4
0,1
0,3
0,8
1,0
–
0,12
0,1
0,16
0,12
5
0,25
0,45
0,95
1,2
–
0,12
0,1
0,14
0,16
6
0,25
0,4
0,7
1,2
–
0,1
0,12
0,14
0,15
7
0,5
0,65
0,9
1,2
–
0,12
0,16
0,14
0,13
8
0,25
0,35
0,75
1,2
–
0,14
0,16
0,14
0,12
9
0,2
0,6
0,8
1,5
–
0,2
0,35
0,3
0,25
10
0,2
0,3
0,9
1,5
–
0,2
0,15
0,3
0,25
11
0,2
0,6
0,9
1,5
–
0,1
0,35
0,2
0,15
12
0,5
0,7
0,95
1,5
–
0,2
0,24
0,2
0,25
13
0,8
1,2
1,6
2,0
–
0,2
0,25
0,3
0,25
14
0,4
0,8
1,2
2,0
–
0,2
0,25
0,35
0,2
15
0,2
0,6
1,6
2,0
–
0,25
0,35
0,3
0,2
16
0,5
0,9
1,7
2,0
–
0,25
0,35
0,3
0,25
Для варианта модели D
1
0,1
0,2
0,3
–
0,002
0,1
0,09
0,08
0,25
2
0,05
0,1
0,3
–
0,0025
0,1
0,09
0,08
0,3
3
0,15
0,2
0,3
–
0,002
0,1
0,08
0,06
0,25
4
0,1
0,15
0,3
–
0,0025
0,1
0,08
0,07
0,3
5
0,3
0,5
0,6
–
0,0025
0,12
0,1
0,08
0,35
6
0,4
0,55
0,6
–
0,002
0,12
0,09
0,07
0,4
7
0,15
0,35
0,6
–
0,0015
0,15
0,11
0,06
0,35
8
0,35
0,5
0,6
–
0,0025
0,15
0,12
0,09
0,4
9
0,3
0,6
0,8
–
0,0025
0,16
0,12
0,08
0,35
10
0,4
0,55
0,8
–
0,002
0,12
0,09
0,08
0,4
11
0,25
0,45
0,8
–
0,002
0,18
0,12
0,09
0,35
12
0,35
0,7
0,8
–
0,0025
0,15
0,1
0,07
0,4
