О САЙТЕ
Добро пожаловать!

Теперь вы можете поделиться своей работой!

Просто нажмите на значок
O2 Design Template

ФИМ / Прикладная механика / Лекция №2 по Теоретической механике

(автор - student, добавлено - 24-11-2012, 23:55)
СКАЧАТЬ: 2-lekciya.zip [57,61 Kb] (cкачиваний: 33)


Прямолинейные колебания мат.точки.
1. Классификация сил
2. Свободные колебания
3. Вынужденные колебания без сопротивления. Резонанс.
4. Влияние сопротивления на вынужденные колебания

1. Колебание – это движение обладающее той или иной степенью повторяемостью во времени. Необходимым условием возникновения колебания в мат. точки яв-ся наличие положения равновесия и силы стремящейся вернуть точку в положение равновесия.
Рассмотрим случай прямолинейных колебаний. Введем классификацию сил действующих на мат. точку при колебаний.
а) восстанавливающие силы – это силы которые стремятся вернуть точку в положение равновесия.
Пусть восстанавлив. Силы пропорциональны отклонению точки, тогда,

Где с- коэфф. пропорциональности.

б) силы сопротивления – силы препятствующие движен. мат. точки. Силы пропорциональны скорости. Они возникают при движении тел с небольшими скоростями в вязкой жидкости или газов.

b- коэф. сопротивления


в) возмущающие силы – силы зависящие от времени изменяются с течением времени по периодическому закону

P- частота возмущающей силы
H - амплитуда возмущающей силы

Составим ДУ движения мат. точки под действием восстанавл. силы, сопротивления и возмущающей силы.




Поделим на m





ДУ прямолинейных колебаний мат.точки.
Нач.условия: при t=0





-Сила сопротивления среды приходящегося на единицу массы

-Характеризует действия восст.силы на ед.массы

-Характеризует действия возмущающей силы на ед.массы

2. Свободными называются колебания при отсутствии возмущающих сил(h=0)
Рассмотрим движения точки без сопротивления, тогда
- свобод. колебания

ДУ гармонич.свобод.колебаний


Для интегрирования этого линейного однородного ДУ с пост.коэф. составим характеристические уравнение

Общее решение ДУ имеет вид:



Учтем нач.условия
t=0





В др. виде общее решение после подстановки:



Свободные прямолинейные колебания мат.точки происходят по гармонич.закону, где А – колебаний, альфа – нач.фаза, - циклич. или круговая частота, период, частота колебания.


Частота и период не зависят от нач.условий.

Движение всреде с сопротивлением пропорциональным скорости под действием линейной и восстанавливающей силы равен нулю.



ДУ затухающей колебаний

3. Рассмотрим сучай когда n=0, т.е. точка движется в среде без сопротивления


ДУ уравнение вынужденое колебание.

Общее решение полученного неоднородного ДУ находяться как сумма решений




При p=k вынужденные колебания определяется равенством



При p=k – возникает явление резонанса, которое характеризуется возрастанием амплитуды вынужд. колеб., при совпадении частоты возмущающей силы с частотой собственной колебаний.


Методы борьбы с опасными резонансными явлениями.
1. Уменьшить амплитуду вынуждающей силы( величину h) за счет балансирование движущихся элементов.
2. Изменить собств.частоту k, за счет измениния масс, моментов инерции, жесткостью упругих элементов и геометрич.размеров
3. Изменить частоту вынуждающей силы P (используя систему регулирования)
4. Увеличить коэф. затухания(n)

4.Влияние сопротивления на вынужд. колебания.
Рассмотрим общий случай вын.колеб.

Общее решение складывается из решения однородного ур-ия

И Вынужд. колеб.


Влияние сопротивления среды и частоты возмущающей силы сказывается на изменения амплитуды и частоты вын.колеб.


Введем коэф.:
коэф.растройства

Отношен.круговой частоты вын.колеб. к круговой частоты собств.колеб.

коэф.динамичности








Из графика видно, что при z<<1 и z>>1 амплитуда вын. Колебаний мало зависит от сопротивления на амплитуду вын.колеб. становиться существенным, а при явление резонанса не наблюдается. Этот эффект используется при сохдании технич.устр-в признанных гасить вредные колебания в технич.условиях.

Ключевые слова -


ФНГ ФИМ ФЭА ФЭУ Яндекс.Метрика
Copyright 2021. Для правильного отображения сайта рекомендуем обновить Ваш браузер до последней версии!