Jäikuse mõistmine

1. Definitsioon: Mis on jäikus?

Jäikus on põhiline füüsikaline omadus, mis kirjeldab, mil määral objekt või struktuur deformatsioonile või läbipaindele vastu peab vastusena rakendatud jõule. Kontekstis vibratsiooni analüüs, jäikus (sageli tähistatud tähega 'k') on üks kolmest põhiomadusest koos massiga (m) ja summutamine (c), mis reguleerivad mis tahes mehaanilise süsteemi vibratsioonilist käitumist.

Suure jäikusega komponent paindub antud koormuse all väga vähe, samas kui väikese jäikusega komponent paindub märkimisväärselt. Näiteks on paks ja lühike teraslatt suure jäikusega, samas kui pikk ja õhuke kummipael on väga väikese jäikusega.

2. Jäikuse kriitiline roll vibratsioonis

Süsteemi jäikus on selle määramisel peamine tegur loomulikud sagedusedOmavõnkesagedus on sagedus, millega süsteem võngub, kui seda häiritakse ja seejärel lastakse vabalt võnkuda. Seos on defineeritud põhivalemiga:

Omavõnkesagedus (ωn) ≈ √(k / m)

Kus 'k' on jäikus ja 'm' on mass. See seos näitab, et:

• Suurenev jäikus tahe suurendama loomulik sagedus.
• Jäikuse vähenemine tahe vähenemine loomulik sagedus.
• Suurenev mass tahe vähenemine loomulik sagedus.

3. Jäikus ja resonants

See seos on kriitilise tähtsusega nähtuse tõttu, et resonantsResonants tekib siis, kui sundsagedus (nagu jooksukiirus Masina) vastab ühele süsteemi loomulikest sagedustest. Sellisel juhul võimendub vibratsiooni amplituud dramaatiliselt, mis sageli viib enneaegse kulumise ja katastroofiliste riketeni.

Seetõttu on jäikuse mõistmine resonantsiprobleemide diagnoosimiseks ja lahendamiseks hädavajalik:

• Probleemi diagnoosimine: Kui masin on resonantsis, teab analüütik, et sundsagedus on omavõnkesagedusele liiga lähedal.
• Lahenduse disain: Probleemi lahendamiseks peab analüütik muutma süsteemi omavõnkesagedust. Kuna masina massi või sundsagedust (selle töökiirust) on sageli keeruline muuta, on kõige levinum lahendus jäikuse muutmine. Tugede, nurkade lisamise või masina vundamendi parandamise abil suurendatakse süsteemi jäikust. See tõstab omavõnkesagedust, nihutades seda sundsagedusest eemale ja kõrvaldades resonantsi. A Sageduskarakteristiku funktsioon (FRF) Mõõtmist kasutatakse loomuliku sageduse muutuse kinnitamiseks.

4. Jäikus masinate diagnostikas

Jäikuse muutused võivad samuti olla otsene näitaja arenevast veast:

• Lõtvus: Masina raami või vundamendi lõtv kinnituspolt või pragu kujutab endast olulist lokaalset jäikuse kadu. See põhjustab masina vibratsiooni amplituudi suurenemist. FFT spekter, mehaaniline lõtvus tekitab sageli rea harmoonilised (1X, 2X, 3X jne) jooksukiirusest.
• Pehme jalg: See olukord, kus masina jalg ei toetu tasaselt alusele, loob moonutatud ja mittelineaarse jäikusprofiili, mis võib põhjustada tugevat vibratsiooni ja muuta joondamise keeruliseks.
• Laagri kulumine: Laagri kuludes suureneb veeremielementide ja laagrivõrude vaheline lõtk. Seda võib vaadelda kui rootori tugisüsteemi üldise jäikuse vähenemist, mis võib alandada rootori kriitilisi kiirusi.

← Tagasi põhiindeksi juurde