Təbii Tezliyi Anlamaq

Tərif: Təbii Tezlik nədir?

A təbii tezlik cismin və ya sistemin istirahət mövqeyindən narahat olduğu və sonra heç bir xarici qüvvə olmadan sərbəst titrəməsinə icazə verildiyi təqdirdə salınacağı xüsusi tezlikdir. O, obyektin bütövlükdə fiziki xüsusiyyətləri ilə müəyyən edilən xas, əsas xassəsidir: onun kütlə və onun sərtlik. Gitara simindən tutmuş körpüyə və maşının dəstək strukturuna qədər hər bir fiziki obyekt bir və ya daha çox təbii tezliklərə malikdir.

Kütlə, Sərtlik və Təbii Tezlik Arasındakı Əlaqə

Bu üç xüsusiyyət arasındakı əlaqə sadə və intuitivdir:

• Sərtlik: Daha sərt bir obyektin *daha yüksək* təbii tezliyi var. Gitara simini düşünün: simi bərkitmək (sərtliyini artırmaq) səsi (tezliyi) artırır.
• Kütləvi: Daha böyük bir obyektin *aşağı* təbii tezliyi var. Stolun kənarından asılmış bir hökmdarı düşünün: daha uzun, daha ağır bir hökmdar daha qısa, daha yüngül olandan daha yavaş (aşağı tezlik) salınacaq.

Sadə bir sərbəstlik dərəcəsi sistemi üçün bu əlaqə düsturla təsvir edilir:

Təbii Tezlik (f_n) ∝ √(Sərtlik / Kütləvi)

Bu o deməkdir ki, obyektin təbii tezliyini dəyişmək üçün ya onun sərtliyini, ya da kütləsini (yaxud hər ikisini) dəyişdirməlisiniz.

Təbii tezlik və rezonans: kritik əlaqə

Təbii tezlik anlayışı, texnoloji fenomenlə birbaşa əlaqəsinə görə mühəndislik və vibrasiya təhlilində mühüm əhəmiyyət kəsb edir. rezonans.

Rezonans bir sistemə onun təbii tezliklərindən birinə bərabər və ya çox yaxın olan bir tezlikdə xarici, dövri qüvvə tətbiq edildikdə baş verir. Bu baş verdikdə, sistem xarici qüvvədən enerjini çox səmərəli şəkildə udur və onun vibrasiya amplitudasının kəskin artmasına səbəb olur. Damping amplitudanın sonsuz böyüməsini məhdudlaşdıran yeganə amildir.

Buna görə təbii tezlikləri başa düşmək çox vacibdir:

• Problemləri proqnozlaşdırmaq: Əgər siz maşının işləmə sürətini bilirsinizsə və onun dəstəkləyici strukturunun təbii tezliklərini bilirsinizsə, rezonans vəziyyətinin baş verə biləcəyini təxmin edə bilərsiniz.
• Problemlərin aradan qaldırılması: Maşın həddindən artıq titrəyirsə, onun təbii tezliklərini müəyyən etmək rezonansın səbəb olub olmadığını müəyyən etmək üçün əsas addımdır.

– Uğursuzluğun qarşısını almaq: Maşının rezonansda işləməsi həddindən artıq vibrasiyaya, yüksək gərginliyə və nəticədə fəlakətli uğursuzluğa səbəb ola bilər. 1940-cı ildə Tacoma Narrows körpüsünün məşhur dağılması rezonansın dramatik nümunəsi idi.

Təbii tezliklər necə müəyyən edilir?

Maşın və ya strukturun təbii tezlikləri adətən aşağıdakı üsullardan biri ilə müəyyən edilir:

1. Zərbə Sınaqı (və ya Bump Testi)

Bu ən çox yayılmış eksperimental üsuldur. Maşın (işləməyən zaman) alətli zərbə çəkici ilə vurulur və nəticədə yaranan vibrasiya akselerometrlə ölçülür. Çəkic zərbəsi geniş enerji diapazonunu daxil edir və struktur təbii olaraq öz təbii tezliklərində "zəng çalacaq". Bu tezliklər yaranan FFT spektrində aydın zirvələr kimi görünür.

2. Run-up / Coast-down Test

Çalışan maşın üçün qaçış və ya sahilə enmə testi təbii tezlikləri müəyyən edə bilər. Maşının sürəti dəyişdikcə, hər hansı fırlanan qüvvələr (balanssızlıq kimi) bir sıra tezlikləri süpürür. Bu tezliklərdən biri təbii tezliyi keçərsə, vibrasiya amplitudası bu sürətdə fərqli bir pik göstərəcəkdir. Bu, bir sistem tapmaq üçün ümumi bir yoldur kritik sürətlər.

3. Sonlu Elementlərin Təhlili (FEA)

Dizayn mərhələsində mühəndislər komponent və ya strukturun hətta tikilməzdən əvvəl nəzəri təbii tezliklərini hesablamaq üçün kompüter modellərindən istifadə edirlər. Bu, onlara başlanğıcdan rezonans problemlərindən qaçmaq üçün strukturu dizayn etməyə imkan verir.

Mühəndislər sistemin təbii tezliklərini müəyyən edərək və anlayaraq, maşınların zərərli rezonans şəraitindən uzaq, təhlükəsiz və etibarlı işləməsini təmin edə bilərlər.

← Əsas İndeksə qayıt