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

- 58 - полнить одно только условие: частота иаченения возмущающей

силы должна быть по крайней мере вдвое больше собственной частоты колебаний системы груз - пDyкина.

Сейсмическая масса на прунине позволяет также произво­

дить запись ускорений. Чтобы показать это, заметим, что в случае синусоидальной вибрации основания по закону

относительного движения груза в соответствии с (2.13) сос­

характера возмущения системы и может считаться постоянной прибора. Отсюда вывод: ускорение возмущения регистрируется

с незначительным искажением в том случае., когда частота соб­ ственных колебаний прибора велика по сравнению с частотой регистрируемых колебаний. Такие приборы называются акселе-' рометрами. Практически частота колебаний прибора должна в два и более раз превышать частоту записываемых вибрационных ускорений. Дело в том, что регистрируемый процесс обычно не является чисто гармоническим, так как содержит гармоники

высших частот по сравнению с основной гармоникой, причем час­ тота одной из этих гармоник может оказаться близкой к часто­ те собственных колебаний прибора. Это вызывает большие ослож­ нения при конструировании акселерометров, так как при совпа­ дении частоты собственных колебаний прибора с одной из высших гармоник исследуемого процесса возникает опасность появления режима колебаний и значительное искажение записи.

Чтобы обойти такое затруднение, в акселерометр вводят затуха­ ние. Исследования показывают, что при затухании, равней 0,5 + 0,7 критического, акселерометры записывают ускорения без заметной погрешности для колебаний, частоты которых до-'

- 59 -

ходят до 3/4 частоты собственных колебаний прибора, в то время как влияние на ускорение высших гармоник уменьшается и, если их частоты достаточно велики, практически оказыва­ ется малозаметным.

Заметим кстати, что при измерениях импульсных перегрузок с погрешностью, не превышающей 5 % максимальной перегрузки, рекомендуется тлеть датчик, период колебаний которого сос­ т о я л бы не более 1/3 длительности импульса, а демпфирова­

полностью отпадают, поскольку все гармоники колебания имеют частоты, высшие по сравнению с частью основного колебания.

2.4.Понятие о виброизолкщщ объекта

Защиту основания от действия Еозмущающнх спя называют актив­ ной виброизоляцией, а защиту изделий от кинематических воз­ мущений - пассивной виброизоляцией. Активная виброизоляция применяется как средство гашения колебаний основания, напри­ мер, перекрытия, на котором установлен двигатель вакуум на­ соса с неуравновешенны:.! ротором. Пассивная виброизоляция слунит для защиты конструкций и приборов, прикрепляемых к колеблющемуся основанию, либо перемещаемых различными вида­ ми транспорта.

В теории активной виброизоляции основным является войрос о силе N , передаваемой основанию. Её легко найдем,ес­ ли заметим, что она складывается из двух сил - силы упругос­ ти и силы сопротивления (далее рассматривается силя вязкого трения, однако и для неупругого сопротивления график измене­ ния коэффициента Я, качественно имеет такой яе вид, и еле—

- 60 -

довательно, все выводы, сделанные ниже, справедливы для обо­

их случаев):

' /V = сэг +- кос = с (гх. + ZjL X) .

Из этого выражения видно, что наибольшая сила, передающаяся

циентом динамичности). На рис.2.10 показано изменение этого

Поэтому в случаях, когда конструкция работает в резонансной области, сила, передающаяся основанию, возрастает вследст­ вие затухания. Физически это объясняется следующим образом. При колебаниях основанию передаются как бы две силы: за счет упругости системы и за счет её вязкости. При высокой частоте возмущения имеют место относительно большие скорос­ ти и соответственно возникает относительно большая сила

- 61 -

вязкого сопротивления. Качество виброкзоляпки в этом случае

коэффициента виброизолявди необходимо всемерное уменьшение собственной частоты системы. И хотя затухание здесь следует считать как будто нежелательным, оно все же полезно, особен­ но в процессе разгона (повышения частоты р ), когда проис­

ходит переход через резонанс. Поэтому хотя бы небольшое за­ тухание считается необходимым и в случае больших отношений

P/о) . Демпфирование особенно важно тогда, когда частота возмущения не фиксирована, что имеет место, например,при транспортировке изделий.

В случае пассивной виброизолявди часто интересуются и амплитудами колебаний. Так как отношение амплитуд колебаний амортизируемого объекта к амплитуде колебаний основания рав­ но коэффициенту динамичности Я , то из рис.2.7 следует, что основным средством уменьшения колебаний является увели­ чение отношения частот ?/■GJ .

2.5.Колебания линейной системы под действием ударных импульсов

Винженерных приложениях нередко приходится шлетъ дело

сколебательными системами, подверженными действию ударных нагрузок. Это особенно относится к задачам, связанным с соз­ данием механически прочной радиоэлектронной аппаратуры, ко­ торая, как было сказано в главе I, может испытывать разно­ образные ударные воздействия.

Специфику явлений, которыми.сопровождается ударное воздейст­ вие, рассмотрим на примере изучения одномассовой системы,

- 63 -

Пусть основание, на котором ук­ реплен верхний конец пружины, подвержено действию одиночного ударного импульса прямоугольной формы длительностью Т (рис.2.

Заданный таким образом ударный т.шульс не изменяется в течение всего времени 'С . Это значит что движение массы ГП не отра­

жается на движении основания. Подобный случай имеет место, на­

пример, при движении основания, когда его масса во много раз превышает массу ГП заданного объекта. Аналогичный пример -

движение элементов упакованного прибора (сетка, траверса, ка­

тод, конденсатор, резистор и т.д.) при соударении его с жест­

кой преградой. Здесь корпус прибора по. отношению к структурным элементам выступает в роли основания и для анализа движения элемента необходимо иметь представление о характере импульсов,

которые возникают на корпусе прибора во время соударений.

Последнее можно осуществить, записав ударный импульс акселеро­ метром, установленным на корпусе прибора.

будет тлеть вид

Поскольку ударный импульс описывается различными функциями

мя действия удара и движение её после окончания действия Удара.

В первый период движение описывается дифференциальным урав­

динамичности от величины при различных формах ударных импульсов.

В результате решение исходного уравнения подучается в виде