Файл: Горелов, В. А. Механические колебания в радиоэлектронике.pdf

- ІО - разуется быстрым изменением скорости основания, на котором

располагается система. Он наблюдается при поездке самолетов и спутников, при запуске ракеты, при резком торможении под­ вижного состава, в случае падения упаковки» при неосторожном обращении и т.д.

При ударе без приращения скорости (толчке) основание в целом не приобретает скорости, т.е. будучи, например, неподвижным до удара, оно и после удара остается неподвижным. Такой удар возникает при взрыве снаряда на корабле, при землетрясениях или в случае езды по ухабам.и т.д. Удары подразделяют, кроме того, на упругий и неупругий. Упругий удар характеризуется тем, что после удара скорость тела по величине остается такой же, как и до удара, а её направление изменяется на противопо­ ложное. При неупрутом ударе скорость тела в конце удара обра­ щается в нуль. Следовательно, к моменту окончания соударения тел в случае упругого удара ускорение и смещение объекта рав­ ны нулю, скорость же равна и противоположна первоначальной скорости (рис.1.6,а); в случае неупругого Удара скорость и ускорение тела по окончании удара обращаются в нуль, а смеще­ ние достигает максимальной величины (рис.1.6,б). Соответст­ венно максимум ускорения и максимум смещения совпадают по времени в первом случае и не совпадают во втором (смещение отстает от ускорения).

Упругий удар - это удар с отскоком. Известно, что идеаль­ но удругих соударений не,существует. Поэтому реальные процес­ сы позволяют получать только не вполне упругие удары (рис.І.

6,в), для которых максимум смещения располагается несколько правее максимума ускорений, и в конце удара, когда ускорение

- II -

обращается в нуль, скорость тела отлична от нуля, причем она направлена в сторону, противоположную её первоначальному нап­ равлению.

Совокупность следующих друг за другом небольших ударных

импульсов иногда называют тряской. Для полной характеристики этого видя,воздействия крале трех названных параметров еще не­ обходимо знать время между двумя последовательными импульсами.

Под действием ударных нагрузок в механических системах

возбуждаются неустановившиеся колебания элементов конструкции на их собственных частотах. Близкое совладение собственных частот конструкции и частот возмущения может вызвать высокие уровни перегрузок благодаря резонансным явлениям. Так, в слу­ чае жесткого крепления аппаратуры к основанию, которое воспри­

нимает сильный удар (например, удар снаряда о броню корабля), на расстоянии нескольких метров от места расположения аппара­

туры её узлы и элементы получают ускорение порядка 300-400Jf.

Серьезные ударные воздействия испытывает аппаратура во время

перегрузит на станции Луна-16 достигали 350 ^ .

Приводимые ниже данные характеризуют ударные воздействия, воз­ никающие на других подвижнш: объектах ГІ5І .

- 12 -

Рис.1.6. Упругий (а), неупругкй (б) и не

*вполне упругий (в) удары.

- 13 -

Вибрации возникают во всех движущихся объектах. Особенно опас­ ные уровни вибрации наблюдаются в аппаратуре военного назначе­ ния и, в частности, в управляемых снарядах, в которых ракет­ ные двигатели и аэродинамические силы вызывают значительные колебания. В целом вибрацию делят на установившуюся и неустановивщуюся. К характерным чертам вибрации следует отнести знакопеременность и многократную повторяемость воздействия.- Простейшим установившимся вибрационным воздействием является гармоническая вибрация. Она характеризуется частотой катеба­ нки и амплитудой ускорения.

Практически изделия испытывают воздействие батее сложной по

характеру неустановившейся полигармонкческой вибрации. При

большом числе гармоник такая вибрация носит нерегулярный ха­

рактер. Она известна под названием случайной, или хаотической,

вибрации. В противоположность гармонической диапазон изменения частот этой вибрации чрезвычайно широк - от нескольких герц до десятков килогерц. Ориентировочные данные по амплитудам и частотам гармонических составляющих вибрации, возникающей в

Весь этот огромный диапазон значений звукозого давления и ин­ тенсивности звуковой энергии выражают не многозначным числом,

а логариймом отношений этих величин к значениям, соответствую­

щим порогу слышимости при эталонной частите, равной 1000 Гц. Эти отношения принято называть уровнями интенсивности или си­

Орган слуха человека способен различать прирост звука в 0,ІБ, поэтбглу на практике при измерении звуков и шумов применяется децибел ( дБ). Диапазон слухового восприятия человека укла­

дывается примерно в 130 дБ. Щум в 150 дБ для человека непере­

носим, в 180 дБ вызывает усталость металла, в 190 дБ вырывает заклепки конструкций. Связь между давлением, соответствующим

порогу слышимости, и рабочим давлением акустического поля вы­ ражается зависимостью

= Ро-

снарядов соответственно 10 кГц и 130 д Б .

- 16 -

Чтобы показать, как связана акустическая вибрация с перегруз­ кой, рассмотрим пример.

Найти уровень максимальной перегрузки, которую создает акус­

тическая вибрация интенсивностью 120 дБ при нормальном атмос­

ферном давлении и. частоте вибрации 2 кГц.

При гармонической вибрации амплитуда ускорения вычисляется

постоянное ускорение. Оно возникает на всех ускоренно движу­ щихся объектах, а также при маневрах и вращении летательных аппаратов. Действие линейной перегрузки подразделяется на три

этапа - нарастание ускорения, действие постоянного ускорения и снятие нагрузки.

В- период нарастания и спада нагрузки её воздействие носит ди-

о

намический характер и аналогично удару. На втором этапе она

В качестве примера немеханического силового возбуждения ука­ жем на электромагнитное реле и герконы, в которых контактная пружина в момент срабатывания подвергается силовому воздейст-

біпо, возникающему за счет энергии электромагнитного поля.Это воздействие носит импульсный характер и.потому может рассмат­ риваться как одиночное ударное воздействие.

Отметим также, что в практике нередко встречаются случаи более сложных комбинированных внешних воздействий: удара и вибрации, вибрации и постоянного ускорения, удара и темпера­ турного воздействия, механического и электромагнитного воз­ действия и т.д.

1.3.Виды ударных воздействий и способы их. воспроизведения

Как уже отмечалось,в простейших случаях действие одиноч-- ного ударного импульса на-объект характеризуется тремя факто-:; рами: формой импульса,, его продолжительностью и амплитудным.'-'