Azadlıq Dərəcələrini Anlamaq (DOF)

1. Tərif: Azadlıq Dərəcələri hansılardır?

Mexanika kontekstində və vibration analysis, Azadlıq Dərəcələri (DOF) obyektin və ya sistemin fəzada mövqeyini və istiqamətini tam təsvir etmək üçün tələb olunan müstəqil koordinatların sayına aiddir. Sadəcə olaraq, bu, sistemin hərəkət edə biləcəyi fərqli yolların sayıdır.

DOF konsepsiyası mürəkkəb sistemlərin necə titrədiyini başa düşmək üçün əsasdır, çünki o, sayını diktə edir təbii tezliklər və sistemin olacaq rejim formaları.

2. DOF-un sadə nümunələri

• Tək Azadlıq Dərəcəsi (SDOF) Sistemi: Bu, ən sadə vibrasiya sistemidir, tez-tez bir yay və damperə qoşulmuş tək bir kütlə kimi görüntülənir. Bu kütlə yalnız bir istiqamətdə (məsələn, yuxarı və aşağı) hərəkət edə bilər. Buna görə də bir dərəcə sərbəstliyə malikdir. SDOF sisteminin yalnız bir təbii tezliyi var.
• İki Azadlıq Sistemi: Təsəvvür edin ki, bir-birinə və bulaqlarla sabit bir nöqtəyə bağlanan iki kütlə. Hər bir kütlə müstəqil şəkildə hərəkət edə bilər. Sistemi təsvir etmək üçün birinci kütlənin mövqeyini və ikinci kütlənin mövqeyini bilmək lazımdır. Beləliklə, o, iki sərbəstlik dərəcəsinə malikdir və iki fərqli təbii tezlikə sahib olacaqdır.

3. Real Dünya Strukturlarında DOF

Boş məkanda sadə, kiçik, sərt bir cisim var altı sərbəstlik dərəcəsi:

1. Tərcümə X oxu boyunca (məsələn, irəli/geri)
2. Tərcümə Y oxu boyunca (məsələn, sol/sağ)
3. Tərcümə Z oxu boyunca (məsələn, yuxarı/aşağı)
4. Fırlanma X oxu haqqında (Roll)
5. Fırlanma Y oxu haqqında (Pitch)
6. Fırlanma Z oxu haqqında (Yaw)

Real dünya maşınları və strukturları sadə sərt cisimlər deyil; saysız-hesabsız bir-birinə bağlı hissəciklərdən ibarət davamlı sistemlərdir. Nəzəri olaraq, bir polad şüa və ya bir maşın korpusu kimi davamlı bir sistem var sonsuz sayda sərbəstlik dərəcələri.

4. Vibrasiya Təhlili üçün Praktik Təsirlər

Həqiqi maşınların çox böyük (effektiv şəkildə sonsuz) sərbəstlik dərəcələrinə malik olması kritik nəticəyə malikdir: onlar çoxlu sayda təbii tezliklərə və uyğun rejim formalarına malikdirlər.

• Çoxsaylı rezonanslar: Maşının yalnız bir təbii tezliyi yoxdur; çoxlu var. Buna görə də maşın bir sürətlə rəvan işləyə bilər, lakin a rezonans sürəti artarsa problem, daha yüksək dərəcəli təbii tezliyi həyəcanlandırır.
• Modal təhlil and ODS təhlili: Bu qabaqcıl üsullar mürəkkəb sistemin müxtəlif təbii tezlikləri ilə əlaqəli müxtəlif rejim formalarını müəyyən etmək və vizuallaşdırmaq üçün istifadə olunur. Məsələn, birinci təbii tezlik sadə əyilmə rejimi, ikincisi burulma rejimi ola bilər və s.
• Sonlu Elementlərin Təhlili (FEA): Dizayn mərhələsində mühəndislər strukturun təbii tezliklərini və rejim formalarını proqnozlaşdırmaq üçün kompüter modellərindən (FEA) istifadə edirlər. FEA-da davamlı struktur məhdud sayda daha kiçik elementlərə (bir mesh) bölünür. Bu proses sistemi diskretləşdirir, onu sonsuz sayda DOF-dan çox böyük, lakin sonradan kompüter tərəfindən həll oluna bilən sonlu sayda azaldır.

Sahədə vibrasiya analitiki adətən DOF-ların sayını hesablamasa da, konsepsiyanı başa düşmək maşınların niyə çoxsaylı rezonans problemlərinə malik ola biləcəyini və mürəkkəb vibrasiya problemlərini həll etmək üçün modal analiz kimi qabaqcıl alətlərin niyə lazım olduğunu başa düşmək üçün açardır.

← Əsas İndeksə qayıt