Способ гашения колебаний Советский патент 1981 года по МПК F16F15/00 

1

Изобретение относится к общему машиностроению, в частности к способам гашения колебаний, и предназначено для использования при физическом моделировании на малоразмерных моделях, например, высокоскоростного движения тел в плотной среде, а также при конструировании технических объектов, например машин, приборов, устройств, систем, испытывёоощих управляемое ударное воздействие.

Известен способ виброизоляции стержня или пластины, в котором на их поверхности по направлению распространения волны размещают массиные элементы 1.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является способ гашения колебаний, в котором к колеблющемуся объекту прикладывают силу, направление которой противоположно силе, вызывающей колебания .12.

Недостатком данных способов явлется то, что они позволяют устранить колебания только при периодических нагрузках, но не решают задачу гашения колебаний при ударных воздействиях.

Цель изобретения - гашение колебаний объектов при ударе.

Указанная цель достигается тем, что силу, создающую колебания при ударе, линейно изменяют до заданного значения в течение времени, кратного периоду основного тона колебаний .

На фиг.1 показана зависимость силы от времени; на фиг.2 - зависимость напряжения от времени.

15

Способ реализуется следующим образом.

К торцу объекта (стержня) в продольном направлении прикладывают силу, при этом ее значение линейно 20 изменяют до заданного значения в

течение времени, кратного периоду основного тока колебаний.

Для определения напряжения б в 25 поперечном сечении при приложеНИИ силы Q по формуле 6 - E :необходимо решить волновое уравнение вида

п

3 t при следующих граничных у слрвиях, (, н - а Эх EF (); - п 5х ° ,-1.0 где U - перемещение; X - продольная координата; с - скорость распространения возмущений в стержне; t - время;, 6 - напряжение; Е - модуль упругости материала t длина стержня; Р - площадь поперечного сечения стержня; О. - сила. Из ранения этого уравнения при внезапном приложении силы UK стер ню вытекает соотношение для 5 G и f (t ); ( f(t)- (t- §)-H(t -), где Н - функция Хевисайда: H(t)l при H(t)0 при . Отсюда видно, что напряжение в поперечном сечении стержня пульсир ет от О до значения Q/F с периодо . Здесь период основного тон колебаний является кратным периода всех высших тоновi Если силу Q линейно повышать до требуемого значения в течение, врем ни, равного периоду колебаний, то основании решения волнового уравне ни я выргикение для 6 будет при при te с- с В этом случае напряжение в поп речном сечении, „стержня растет до значения -19S., а затем н из няется.РТс На представленных графиках при дены результаты расчетов, получен для сечения стержня с координатой . (начало координат совпадает торцом стержня). На фиг.1 изображены по оси орд . нат откладываемая сила , по ос абсцисс - безразмерное времй t кривыми 1 обозначены функция G|(tГ внезапном воздействии на стержень, а кривой 2 - функция Q(t); на .фиг. 2 - по оси ординат откладываемое напряжение по оси абсцисс - время Е. При внезапном приложении силы к стержню, как видно из графика (кривая 3), в рассматриваемом сечении напряжение периодически изменяется. В случае приложения силы к торцу стержня (т.е. линейно повышая силу Q до требуемого значения QQ в течение периода основного тона колебаний) , напряжение растет (кривая 4), а затем остается постоянным. При этом максимальное значение его уменьшается в два раза. 7от же эффект достигается и для поперечного сечения стержня с любой другой координатой х и периода времени роста силы fi, кратного периоду основного тона колебаний. Причем с удалением от торца, к которому приложена сила, отношение постоянных напряжений, реализуемых при предлагаемом способе, к максимальным напряжениям, возникающим при внезапном приложении силы, уменьшаете я. Предложенный способ гашения колебаний объектов,, сохраняя воздействие ударным, формирует в элементах объекта постоянные по времени напряжения, при .этом численное значение напряжений понижается. Формула изобретения Способ гашения колебаний, заключакицийся в том, что к колеблющемуся объекту прикладывают силу, направление которой противоположно силе, вызывающей колебания, отличающийся тем, что, с целью гашения колебаний объектов при ударе, силу, созд.ающую колебания при ударе, линейно изменяют до заданного значения в течение времени, кратного Периоду основного тона колебаний. Источники информации, .принятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР 44050, КЛ. F 16 F 15/00, 1973. 2.Авторс.кое свидетельство СССР № 533774, КЛ. F 16 F 15/00, 1974 (Прототип).