Mexaniki Sistemlərdə Rezonansı Anlamaq

Tərif: Rezonans nədir?

Rezonans sistem öz tezliklərindən birinə uyğun gələn dövri qüvvəyə məruz qaldıqda baş verən fiziki hadisədir. təbii tezliklər. Bu tezlik uyğunluğu baş verdikdə, sistem son dərəcə böyük amplitüdlərlə titrəməyə başlayır. Giriş qüvvəsindən gələn enerji sistemə çox səmərəli şəkildə ötürülür, bu da vibrasiyanın kəskin şəkildə artmasına səbəb olur. Rezonansda amplitudu məhdudlaşdıran yeganə amil sistemin amilidir amortizasiya.

Təbii tezlik və rezonans arasındakı əlaqə

Rezonansı başa düşmək üçün əvvəlcə təbii tezliyi başa düşməlisiniz. Hər bir fiziki cismin narahat olduğu zaman titrəyəcəyi təbii tezliklər dəsti var. Bunlar onun kütləsi və sərtliyi ilə müəyyən edilir. Rezonans, obyekti təbii tezliklərdən biri ilə eyni sürətlə davamlı olaraq "itələdiyiniz" zaman baş verən şeydir.

Klassik bir bənzətmə uşağı yelləncəkdə itələməkdir:

• Üzərində uşaq olan yelləncək, iplərin uzunluğuna (sərtliyinə) və uşağın kütləsinə əsaslanan xüsusi bir təbii tezliyə malikdir.
• Yelləncəyə bir təkan versəniz, o, öz təbii tezliyində salınacaq və nəhayət, sönümləmə (hava müqaviməti və sürtünmə) səbəbindən dayanacaq.
• Əgər siz təkanlarınızı yelləncəyin təbii tezliyinə mükəmməl uyğunlaşdırmaq üçün vaxt ayırırsınızsa, hər təkan sistemə daha çox enerji əlavə edir və yelləncək daha da yüksəlir. Bu rezonansdır.
• Səhv tezlikdə (çox sürətli və ya çox yavaş) itələsəniz, təkanlarınız yelləncək hərəkəti ilə sinxronlaşmayacaq və böyük amplituda qura bilməyəcəksiniz.

Niyə rezonans maşınlarda problemdir?

Fırlanan maşınlarda rezonans çox dağıdıcı və təhlükəli vəziyyətdir. “İtələmə” maşının işləməsi nəticəsində yaranan hər hansı dövri qüvvə ilə təmin edilir, məsələn, balanssızlıq, yanlış hizalanma və ya bıçaq keçid qüvvələri. Bu qüvvələrdən birinin tezliyi maşının rotorunun, bünövrəsinin, dayaq strukturunun və ya qoşulmuş boru kəmərinin təbii tezliyinə uyğun gəlirsə, nəticələr ağır ola bilər:

• Ekstremal Vibrasiya Səviyyələri: Amplitüdlər amortizasiyanın miqdarından asılı olaraq 10, 50 və hətta yüzlərlə dəfə gücləndirilə bilər.
• Yüksək Dinamik Stresslər: Böyük əyilmələr komponentlər üzərində böyük stress yaradır və bu, sürətli yorğunluğa səbəb olur.
• Fəlakətli uğursuzluq: Rezonans şaftların çatlamasına, rulmanların sıradan çıxmasına, qaynaqların qırılmasına və çox qısa müddətdə strukturun tam uğursuzluğuna səbəb ola bilər.
• Həddindən artıq səs-küy: Yüksək vibrasiya səviyyələri yüksək və tez-tez tonal səs kimi yayılır.

Rezonansın simptomları və müəyyən edilməsi

Rezonans diaqnozunda kömək edən çox fərqli simptomlar toplusuna malikdir:

• Yüksək İstiqamətli Vibrasiya: Vibrasiya adətən bir istiqamətdə (məsələn, üfüqi) digərlərinə nisbətən daha yüksəkdir.
• Vibrasiyada kəskin zirvəyə qarşı sürət: Vibrasiya yalnız çox dar bir sürət diapazonunda yüksəkdir. Bu nöqtədən sonra maşın sürətləndikcə və ya yavaşladıqca vibrasiya kəskin şəkildə azalır.
• 180 dərəcə faza keçidi: Maşının sürəti rezonans tezliyindən keçdikcə vibrasiya fazası 180 dərəcə dəyişəcək. Bu rezonansın qəti təsdiqidir.
• Çətin tarazlıq: Rezonans üzərində işləyən rotoru balanslaşdırmaq cəhdi çox vaxt səmərəsiz olur və ya hətta problemi daha da pisləşdirə bilər. Balans korreksiyası çəkiləri qeyri-adi dərəcədə böyük və ya kiçik olacaq və vibrasiya başqa yerə keçə bilər.

Rezonans bir istifadə edərək eksperimental olaraq təsdiqlənir zərbə (və ya zərbə) testi strukturun təbii tezliklərini müəyyən etmək və ya a qaçış/sahil-aşağı testi maşın şübhəli rezonansdan keçərkən amplituda və faza dəyişikliklərini müşahidə etmək.

Rezonans problemini necə həll etmək olar

Rezonans tezlik uyğunluğu problemi olduğundan, həll həmişə "itələyici" və ya "pushee" tezliyinin dəyişdirilməsini nəzərdə tutur:

1. Məcbur etmə tezliyini dəyişdirin: Bu adətən maşının iş sürətinin dəyişdirilməsi deməkdir. Mümkündürsə, bu, ən sadə həll yoludur.
2. Təbii Tezliyi dəyişdirin: Bu ən çox yayılmış həlldir.
   • Kimə artırmaq təbii tezlik, lazımdır sərtliyini artırmaq rezonans komponentinin (məsələn, mötərizə və ya qövs əlavə etməklə).
   • Kimə azalma təbii tezlik, siz də edə bilərsiniz sərtliyini azaltmaq or kütlə əlavə edin komponentə.
3. Damping əlavə edin: Tezlikləri dəyişdirmək mümkün olmayan bəzi hallarda amortizasiyanın əlavə edilməsi (məsələn, özlü elastik materiallar və ya xüsusi amortizatorlarla) rezonans pikinin amplitudasını məqbul səviyyəyə endirə bilər.

← Əsas İndeksə qayıt