Drgania mechaniczne - C.Cempel.pdf

(6467 KB) Pobierz
ooooo
POLITECHNIKA POZNAŃSKA
Czesław CEMPEL
DRGANIA MECHANICZNE
WPROWADZENIE
Wydanie drugie poprawione
Poznań 1984
Recenzent
prof. dr hab. inż. Krzysztof Marchelek
Siedem wykładw z drgań mechanicznych
skrypt dla kierunku mechanika
studiw i kursw podyplomowych
Okładkę projektował
art. plastyk mgr Jzef Skoracki
Wydano za zgodą
Rektora Politechniki Poznańskiej
Opracowanie redakcyjne i techniczne
Mgr Milada Misiek
1163
WYDAWNICTWO POLITECHNIKI POZNAŃSKIEJ
60-965 Poznań, pl. M. Skłodowskiej-Curie 2, tel 313-216
Wydanie II. Nakład 500+25+30 egz. Arkuszy wyd. 6,7. Arkuszy druku 6,5. Papier
drukowy kl. V 71 g. Oddano do druku 17.10.1983 r. Druk ukończono w maju 1984 r.
Zamwienie nr S/569/83. E-9/827. Cena zł 40,-
Wykonano w Zakładzie Graficznym Politechniki Poznańskie
61-821 Poznań, ul. Ogrodowa 11, tel. 554-25
SPIS TREŚCI
Str.
O. Od Autora .......................................................................................................................
5
1. Drgania w inżynierii mechanicznej .................................................................................
7
1.1. Drgania szkodliwe ....................................................................................................
8
1.2. Wykorzystanie drgań w technologii .........................................................................
15
1.3. Wykorzystanie drgań w diagnostyce ........................................................................
16
2. Analiza dynamiczna obiektw mechanicznych ...............................................................
19
2.1. Modelowanie ............................................................................................................
19
2.2. Dalsze etapy analizy dynamicznej ...........................................................................
24
3. Drgania swobodne modelu o jednym stopniu swobody ..................................................
26
3.1. Drgania translacyjne i skrętne, wymuszone siłowo i kinema-
tycznie ........................................................................................................................
26
3.2. Drgania swobodne bez tłumienia .............................................................................
28
3.3. Drgania swobodne tłumione ....................................................................................
30
4. Drgania wymuszone modelu o JSS .................................................................................
36
4.1. Modele wymuszeń ...................................................................................................
36
4.2. Odpowiedź modelu na wymuszenie zdeterminowane .............................................
38
4.3. Reakcja układu na wymuszenie harmoniczne i okresowe .......................................
40
4.4. Reakcja drgań, wibroizolacja ...................................................................................
46
4.5. Reakcja układu na wymuszenie krtkotrwałe ..........................................................
50
4.6. Reakcja układu na wymuszenie przypadkowe ........................................................
55
5. Drgania modelu o dwu stopniach swobody (DSS) .........................................................
60
5.1. Obiekty mechaniczne i ich modele o DSS ..................................................................
60
5.2. Częstości własne i postacie drgań własnych ...............................................................
65
5.3.Drgania wymuszone modelu o DSS .............................................................................
68
6. Redukcja obiektu mechanicznego do modelu o JSS .......................................................
77
6.1. Cel i motywacja metod przybliżonych .........................................................................
77
6.2. Oszacowanie zastępczego tłumienia obiektu ...............................................................
78
6.3. Metoda Rayleigh'a - zastępcza masa i sztywność ........................................................
80
6.4. Energia drgań prostych modeli rozciągłych .................................................................
82
6.5. Układy złożone - metoda Dunkerley-Soutwell
a .........................................................
85
6.6. Dokładność metod przybliżonych ................................................................................
92
5.4. Zastosowania - eliminacja i izolacja drgań ..................................................................
71
Str. 7. Zakończenie..............................................................................................................
95
Literatura .........................................................................................................................
97
Dodatek
D.1. Nomogram drganiowy ............................................................................................. 99
D.2. Częstości drgań własnych często spotykanych układw mechanicznych. ..................................100
OD AUTORA
Moje wczesne studia drgań i dynamiki układw, datujące się od lat 60., zawsze
przesłonięte były myślą wynikającą z konfrontacji analizowanego układu rzeczywistego i
jego modelu. Myśl tę można wyrazi w formie pytania Ðskąd wiadomo, że w tym miejscu
modelu ma być sprężyna bądź masa o takiej a takiej wartości"? Pytanie to jak i kwestie
podobnego typu nie znajdywały prostej odpowiedzi w dostępnych podręcznikach z dziedziny
dynamiki układw mechanicznych i drgań, ktre w większości rozpoczynają wykład od ana-
lizy ruchu układu masa-sprężyna, bez pokazania ważnej drogi modelowania, ktra wiedzie
od układu rzeczywistego do masy i sprężyny. Lata pracy badawczej i wykładw z rżnych
dziedzin dynamiki wyświetliły zwolna ten istotny problem, a prawdziwą ucztą duchową
było studiowanie dwu podręcznikw, ktre wreszcie traktowały problem modelowania z
należytą powagą. Są to: R.H.Cannon Jr.; Dynamika układw fizycznych, WNT, Warszawa
1973, oraz D.Karnopp, R.Rosenberg, System Dynamics: Unified Approach, John Wiley,
New Jork, 1975, (Dynamika układw w jednolitym podejściu). W mym przekonaniu,
ktokolwiek myśli poważnie o zrozumieniu i zajęciu się dynamiką układw winien
przestudiować te książki w wymienionej wyżej kolejności.
Te przydługie impresje osobiste, podzielane także przez większe grono kolegw
uwikłanych w dynamikę, potrzebne były jako jedna z motywacji napisania tego mini skryptu
w obliczu wielu skryptw i książek dotyczących drgań w piśmiennictwie polskim. Niestety
te bardzo wartościowe skrypty i podręczniki startują z poziomu zadanego modelu układu,
poziomu nie tak łatwo osiągalnego przez przeciętnego studenta. Pokonanie tego dystansu
jest jednym z celw tego skryptu. Drugim niemniej ważnym celem jest prba zwięzłego
przedstawienia problematyki drgań mechanicznych (w postaci kilku wykładw) w zakresie
niezbędnym dla przyszłego inżyniera mechanika. Inżyniera bez specjalnych uzdolnień
matematycznych, ktry chce zrozumieć i wykorzystać zjawiska dynamiczne w otaczającym
nas świecie.
Trzecim powodem napisania tego skryptu jest chęć przedstawienia studentowi
szerokiej motywacji potrzeby nauczenia się podstaw drgań mechanicznych. Bez znajomości
tych zagadnień nie jest już możliwe nowoczesne konstruowanie, wytwarzanie l eksploatacja
maszyn, urządzeń i pojazdw.
Tak więc adresatem skryptu są studenci kierunku mechanika a także słuchacze studiw i
kursw podyplomowych o profilu: dynamika maszyn, konstrukcji. wibroakustyka,
diagnostyka maszyn, itp..
Prezentowany niżej zakres materiału nie wychodzi poza najbardziej niezbędny i
modelowo ograniczony jest do dwu stopni swobody. W kolejności wykładu znajdziemy tu:
rola drgań w inżynierii mechanicznej; analiza dynamiczna obiektw mechanicznych ;
odpowiedzi własne i wymuszone modelu obiektu mechanicznego o jednym stopniu swobody,
minimalizacja drgań, wibroizolacja;
odpowiedzi własne i wymuszone modelu obiektu o dwu stopniach swobody, eliminacja
drgań; redukcja obiektu rzeczywistego do modelu o jednym stopniu swobody - metody i
techniki obliczeniowe.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin