Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Расчет схемы вагона как механической системы с одной степени свободы




Рассмотрим систему в виде невесомой балки с сосредоточенной массой m, горизонтальным перемещением и поворотом которого будем пренебрегать. При таких предпосылках единственная материальная точка, т.е. сосредоточенная масса величиной m может со­вершать перемещения только в вертикальном направлении, следо­вательно, система имеет одну степень свободы.

Будем исследовать дви­жение системы из ее ис­ходного положения равно­весия при t = 0 (рис.14.1, а), считая перемещение вниз положительным.

Пусть на балку дейст­вует динамическая сила ве­личиной: , где  частота вынуждающей силы. Обозначая дополни­тельное перемещение мас­сы m от динамических на­грузок через y (t), вводим следующие начальные условия:

; .

В процессе движения на массу действует сила инерции и сила сопротивления по Фойхту . Сила сопротивления движению возникает от различных внешних и внутренних причин: сопротивление движению внешней среды, тре­ние в местах соединения элементов и опорных частях, внутреннее неупругое сопротивление материалов конструкций и т.д.

Заметим, что система, обладающая свойствами внутреннего со­противления называется консервативной, а система, лишенная данного свойства  неконсервативной.

Вводим следующие обозначения:  вертикальное перемеще­ние балки в точке закрепления массы m от действия вертикальной единичной силы Р = 1, приложенной в той же точке;  вер­тикальное перемещение балки в точке закрепления массы m от динамической силы , при этом: ;  верти­кальное перемещение балки в точке закрепления массы от дей­ствия вертикальной единичной силы Р = 1, приложенной в точке приложения внешней силы при ее отсутствии.

Применяя метод суперпозиции, очевидно, что, в произ­вольный момент времени полное перемещение сосредоточенной массы m принимает значение:

,

откуда и определяется дифференциальное уравнение движения рассматриваемой системы:

Принимаем обозначения:  круговая частота соб­ственных колебаний системы;  коэффициент затухания.

С учетом введенных обозначений, уравнение движения системы (14.3) принимает вид:

. Решение дифференциального уравнения (14.4), с учетом началь­ных условий (14.1) и, учитывая, что для реальных конструкций всегда выполняется , записывается в виде:

Здесь приняты следующие обозначения:

; ; .

Круговая частота называется круговой частотой соб­ственных колебаний системы с учетом сил затухания.

Коэффициент затухания колебания определяется по коррек­тированной гипотезе Фойхта, позволяющей получить наи­более обоснованные результаты для учета диссипации энергии в системе в процессе колебаний, т.е.:

,

где  называется логарифмическим декрементом зату­хания и определяется через отношения соседних амплитуд коле­бания, возникающих через промежуток времени :

.

Для различных конструкций средние значения приводятся в таблице 14.1.

Выражение (14.5) определяет перемещение сосредоточенной массы при действии силы , изменяющейся во времени по произвольному закону. Первый член выражения характеризует соб­ственные колебания системы, а второй, интегральный член  вы­нужденные колебания.

Так как , то решение (14.5) преобразуется и при­нимает вид:

.

Здесь приняты следующие обозначения:

; ; . (14.10)

Если в момент времени t = 0 система находится в состоянии покоя, т.е. , то решение (14.9) с учетом (14.10) преобра­зуется в виде:

.

Величина kД называется коэффициентом динамичности и характеризует эффект от динамической нагрузки по отношению к аналогичной статической нагрузке величиной P(t) = P0 = const.

Коэффициент динамичности существенно зависит от отноше­ния . При коэффициент динамичности стремится принять максимальное значение и колебания системы при называются резонансными, а амплитуда колебаний принимает опасное значение:

.


 





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-11-05; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 797 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Надо любить жизнь больше, чем смысл жизни. © Федор Достоевский
==> читать все изречения...

2332 - | 2011 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.007 с.