Файл: Попков, В. И. Виброакустическая диагностика и снижение виброактивности судовых механизмов.pdf

скорость колебаний характеристик механизма, амортизации и фун­ дамента, а также оптимальный подбор этих характеристик для обе­ спечения минимального потока колебательной энергии в фундамент­ ные конструкции значительно упрощается.

Когда виброизолирующая система представляет собой набор одинаковых амортизаторов т и совершает мало связанные вдоль различных направлений линейные колебания (практически важный частный случай), выражения (2.63) для каждого направления пре­ образуются следующим образом:

ные механические сопротивления амортизаторов четырехполюсни­ ков [41 ].

Пространственный коэффициент корреляции вибрационных ско­

т Я ;ф. эффЯ <эфф

где первый множитель — комплексное отношение колебательных скоростей на входе и выходе амортизатора, установленного на фун­ даменте с сопротивлением °Z(^//n.

Первую строку уравнения (2.64) можно записать следующим образом:

где °Z(C — эффективное входное сопротивление системы амортиза­ ция—фундаментные конструкции.

79

При работе на амортизаторах, сопротивление которых значи­ тельно меньше сопротивления фундамента, °Z,C равно суммарному входному сопротивлению амортизаторов в режиме холостого хода

Если колебательный процесс в системе имеет стационарный слу­ чайный характер, то матричные уравнения, характеризующие энер­ гетические соотношения в системе механизм—виброизолирующая конструкция—фундамент, принимают вид

Н<2ф, ?Ф) = ^ ф5(9ф,?ф)-

Спектральная плотность колебательной энергии в каком-либо сечении определяется как сумма диагональных членов матрицы вза­ имных спектральных плотностей динамических сил и скоростей в данном сечении

~s(WM) = Sps(Q0,q),

s(W^) = Spl(Q,q),

5 ( # ф) = 5 р5 ((? ф,9 ф ).

Эффективные сопротивления и спектральная плотность обобщенной эффективной силы при стационарном случайном характере вибрационных процессов

закону) по периметру сечения эффективное значение спектральной плотности колебательной скорости.

Для стационарных случайных колебаний уравнения, включающие эффективные сопротивления и спектральные плотности обобщенных эффективных сил, аналогичны выражениям (2.63) и (2.64) (с исполь­ зованием соответствующих обозначений).

Введение обобщенных эффективных сил и эффективных сопро­ тивлений (наряду с резким упрощением уравнений, описывающих

80

колебаний сложной активной механической системы) облегчает про­ цесс экспериментального их определения. Эффективное сопроти­ вление фундамента можно определить экспериментально при работе механизма и при отсутствии механизма на фундаменте. Например, когда имеется т одинаковых амортизаторов под работающим меха­ низмом, величину °Z(-ф (со) можно вычислить по данным измерений вибрационных скоростей на входе и выходе амортизаторов по фор­ муле

Рис. 23. Схема установки для измерения эффективных сопротивлений конструкций.

мента с помощью специального устройства (рис. 23). Оно имеет жест­ кую конструкцию — балку 2 с установленными на ней вибраторами 1. Устройство крепится к опорной поверхности фундамента через амортизаторы 3 с известными механическими сопротивлениями. Вибраторы возбуждают примерно равномерное поле вибрации на опорной поверхности балки.

При работе вибраторов производят измерение перепадов скорости вибрации на входе и выходе амортизаторов и по формуле (2.72) рассчитывают °Z,ф (со) или °Z,^ (Дсо). Практика показывает, что на средних и высоких частотах, когда механизм не колеблется как це­ лое тело, для получения достоверных значений °Z;$ с помощью этого устройства достаточно обеспечить равномерное поле сил и вибрации на опорной поверхности балки.

Аналогично экспериментально определяют и эффективное сопро­ тивление свободного механизма °Zl0. Механизм подвешивают; и

к его опорной поверхности крепят устройство для измерения °Z/0. После измерения перепадов на амортизаторах расчет °ZiQ произво­ дят по формуле (2.72).

В диапазоне частот 1— 10 000 Гц можно построить обобщенную характеристику эффективного сопротивления судовых механизмов. Общий вид этой характеристики (с условными значениями частот) представлен на рис. 24. На низких частотах Im°Z,0 = /сотм. После антирезонанса и до частоты / с мнимая часть сопротивления носит упругий характер: lm°Zi0 =

I, дин-cjcu

Рис. 24. Обобщенная частотная характеристика эффективного сопротивления механизмов.

/ — модуль | °Zio |; 2 — действительная часть сопротивления °Z1().

Выше fc сопротивление °Zl0 активно и не зависит от частоты. На частоте /с модуль |°Zl0| определяют по формуле

^эфф

1%о1 2л/с *

где 5 Эфф /?iaSCp,

та— число амортизаторов под механизмом;

SCp = £ Sjp:

i —1

р— число участков опорного фланца механизма между реб­ рами жесткости или число лап (для механизмов типа

электродвигателя);

S ( — жесткость опорной пластины отдельного участка.

На рис. 25 представлены возможные конструкции опорного фланца механизмов. Буквами а, в и h обозначены размеры опорной

82

пластины механизма. Значения коэффициента (3£ приведены ниже

механизма представляет собой пластину с ребрами жесткости

В данных формулах Dc представляет собой изгибную жесткость опорной пластины i-ro участка. Способ определения действительной части сопротивления °Z£0 ясен из графика рис. 24.