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文档简介

1机械振动理论23单自由度振动理论的工程应用10-6图3-1所示系统——在转轴中部有一质量分布不均的圆盘,质量为m,质心点G,几何中心,回转中心,偏心距e。转轴的质量忽略不计,它的横向刚度为k,系统粘性阻尼系数为r,支承是绝对刚性的。3.1单圆盘转子的临界转速3当转轴以角速度转动时,可写出振动方程式——在x方向:或者改写成:[为形心坐标]在y方向:4参照受迫振动方程式及求解,方程式(3-1)、(3-2)的稳态解为:旋转机械的偏心质量引起的受迫振动5

——

转子系统的阻尼比;式中:——x方向的频率比,——

系统在x方向的固有角频率;——

系统在y方向的固有角频率;——y方向的频率比,——y方向位移落后激振力的相位角。

——x方向位移落后激振力的相位角。6通常情况下,转轴及轴承在各方向的刚度是相同的,即:所以有:则:转子在x、y方向的受迫振动可表示为:说明——圆盘在x、y方向作等幅、等频的简谐振动,二者的相位角为。7将两个方向振动合成——半径为:说明——形心的轨迹是一个圆,圆心在坐标原点O处;***形心绕点O转动的角速度为,圆盘自转的角速度也是[题中已知]。这种既自转又公转的运动——称为“弓状回转”。8当转动角速度等于转轴横向弯曲振动固有频率时,即:导致机器剧烈振动。此时的转速称为临界转速,记为。

问题:轴内是否产生交变应力?是否属于轴横向振动?

9“弓状回转”与横向振动完全不同:不转动的轴作横向弯曲振动

——轴内将产生交变应力。

“弓状回转”对轴承本身不产生交变应力,

——不属于振动。问题:对哪部分部件形成交变载荷?

10

“弓状回转”对轴承作用着一个交变力

——导致支承系统发生受迫振动,

——是导致机器通过临界转速时剧烈振动的原因。11由于各种激振因素的存在,机器运转时的振动常常是不可避免的。因此,有效地隔离振动是一个重要问题。根据振源的不同,分为主动隔振和被动隔振。3.2隔振原理及应用主动隔振——

对于本身是振源的机器或结构,为了减少它对周围环境的影响,需采取一定的隔振措施,称这种隔振为主动隔振(图3-2)。

12被动隔振——

对于需要避免振动的系统、设备,为了防止周围振源对它的影响,需采取一定隔振措施将它与振源隔离开来,称这种隔振为被动隔振(图3-3)。13主动隔振效果分析——设:机器振源动载荷幅值为,隔振后传给地基的动载荷的幅值为,则:可用比值表示隔振效果,称为隔振系数(或传递系数)。若:振源是简谐激振力,则机器的位移为:速度:相位角:14传给地基的动载荷应是弹性力与阻尼力的叠加,即:式中:15若先选定,频率比可按下式计算:当不记阻尼时,隔振系数可用下式简单求解:所以隔振系数:进而设计机器的转动频率及固有频率。16被动隔振的振源是支承的运动。隔振效果用设备隔振后的振幅(或振动速度、加速度)与振源振幅(或振动速度、加速度)的比值来表示,也称为隔振系数,。若振源为简谐振动,求出因支承运动而产生的系统稳态响应振幅B,进而求出隔振系数:被动隔振效果分析——[与公式(3-3)主动隔振系数公式完全相同。]17公式(3-3)和公式(2-84)数学形式相似,因而若把图2-30的纵坐标B/H换成,则此图也可以表示为——隔振系数随频率比变化的特性曲线。设计隔振器的参数时,通常先选定隔振系数的大小,然后确定频率比和阻尼比,最后计算出隔振器弹簧的刚度。18解:该种振动台通常采用——无阻尼隔振器,所以可按公式(3-4)计算满足要求的频率比z。问题:属于哪类?例3-1

混凝土振动台满载时参振重量W=88200(N),用双轴惯性激振器激振,激振频率。要求隔振系数为,试确定隔振弹簧的刚度。不希望振动效应传给地面19解:该种振动台通常采用——无阻尼隔振器,所以可按公式(3-4)计算满足要求的频率比z。问题:属于主动隔振。***?例3-1

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