ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
38
Свободные колебания возникают из-за равновесного положения подрес-
соренного тела в начальный момент внешнего воздействия. Амплитуды обоих
указанных колебаний
m
Z
и
zm
Z
Ω
⋅
/
ω
зависят как от параметров внешнего
возмущения
),2/(
ω
h
, так и параметров СП
),(
n
mc
.
В действительности этот процесс можно наблюдать лишь в самом начале
развития колебаний, т.к. неучтенные при составлении уравнения силы трения
вызывают постепенное затухание колебаний подрессоренного тела с частотой
z
Ω
(см. ниже разд. 3.2). Поэтому по истечении некоторого времени колебания
становятся практически моногармоническими с частотой
ω
.
Особый интерес представляет собой случай резонанса, когда частота
внешнего возмущения
ω совпадает с собственной частотой
z
Ω
. Для этого со-
стояния решением (3.9) пользоваться нельзя, т.к. оно было получено в предпо-
ложении, что
.
z
Ω≠
ω
В резонансном случае (при
z
Ω
=
ω
) вместо уравнения
(3.3) нужно исходить из дифференциального уравнения
,sin
2
22
t
h
zz
zzz
ΩΩ=Ω+
&&
(3.10)
решение которого при нулевых начальных условиях имеет вид
).cos(sin
4
ttt
h
z
zzz
ΩΩ−Ω=
(3.11)
Здесь надо обратить внимание на появление в правой части решения (3.11) члена
tt
zz
ΩΩ cos
, содержащего время вне знака косинуса, т.е. неограниченно
возрастающего во времени; этот член называется резонансным (вековым).
График движения показан на рис. 3.1. Как видно, при совпадении частот
амплитуда колебаний нарастает во времени по линейному закону и за конечный
промежуток времени не обращается в бесконечность. Из этого вытекает
принципиальная возможность перехода через резонанс для подрессоренных тел
(например, машин), т.к. в процессе их разгона равенство частот
z
Ω
=
ω
сохраняется лишь мгновение и амплитуды при переходе могут не достигать
опасных величин. Следует иметь в виду, что как бы мала ни была величина сил трения в СП
всегда по прошествии определенного времени свободные колебания затухают и
в системе остаются только вынужденные колебания с частотою внешнего воз-
мущения
ω
, т.е. колебания, определяемые в соответствии с выражением
(3.9) следующей зависимостью
tZz
m
ω
sin
=
, (3.12)
где амплитуда колебаний определяется выражением (3.6)
.
2
22
2
ω
−Ω
Ω
=
z
z
m
h
Z
(3.13)
38
Свободные колебания возникают из-за равновесного положения подрес-
соренного тела в начальный момент внешнего воздействия. Амплитуды обоих
указанных колебаний Z m и Z m ⋅ ω / Ω z зависят как от параметров внешнего
возмущения (h / 2, ω ) , так и параметров СП (c, mn ) .
В действительности этот процесс можно наблюдать лишь в самом начале
развития колебаний, т.к. неучтенные при составлении уравнения силы трения
вызывают постепенное затухание колебаний подрессоренного тела с частотой
Ω z (см. ниже разд. 3.2). Поэтому по истечении некоторого времени колебания
становятся практически моногармоническими с частотой ω .
Особый интерес представляет собой случай резонанса, когда частота
внешнего возмущения ω совпадает с собственной частотой Ω z . Для этого со-
стояния решением (3.9) пользоваться нельзя, т.к. оно было получено в предпо-
ложении, что ω ≠ Ω z . В резонансном случае (при ω = Ω z ) вместо уравнения
(3.3) нужно исходить из дифференциального уравнения
h
&z& + Ω 2z z = Ω 2z sin Ω z t , (3.10)
2
решение которого при нулевых начальных условиях имеет вид
h
z= (sin Ω z t − tΩ z cos Ω z t ). (3.11)
4
Здесь надо обратить внимание на появление в правой части решения (3.11) члена
tΩ z cos Ω z t , содержащего время вне знака косинуса, т.е. неограниченно
возрастающего во времени; этот член называется резонансным (вековым).
График движения показан на рис. 3.1. Как видно, при совпадении частот
амплитуда колебаний нарастает во времени по линейному закону и за конечный
промежуток времени не обращается в бесконечность. Из этого вытекает
принципиальная возможность перехода через резонанс для подрессоренных тел
(например, машин), т.к. в процессе их разгона равенство частот ω = Ω z
сохраняется лишь мгновение и амплитуды при переходе могут не достигать
опасных
Следует
величин.
иметь в виду, что как бы мала ни была величина сил трения в СП
всегда по прошествии определенного времени свободные колебания затухают и
в системе остаются только вынужденные колебания с частотою внешнего воз-
мущения ω , т.е. колебания, определяемые в соответствии с выражением
(3.9) следующей зависимостью
z = Z m sin ωt , (3.12)
где амплитуда колебаний определяется выражением (3.6)
h Ω 2z
Zm = . (3.13)
2 Ω 2z − ω 2
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 36
- 37
- 38
- 39
- 40
- …
- следующая ›
- последняя »
