Question 1

प्राकृतिक आवृत्ति क्या है?

Accepted Answer

प्राकृतिक आवृत्ति वह आवृत्ति है जिस पर कोई प्रणाली अपनी संतुलन स्थिति से विस्थापित होने और छोड़े जाने के बाद स्वतंत्र रूप से दोलन करती है। द्रव्यमान-स्प्रिंग प्रणाली के लिए, यह केवल द्रव्यमान और स्प्रिंग की कठोरता पर निर्भर करती है। प्रत्येक यांत्रिक संरचना में एक या अधिक प्राकृतिक आवृत्तियाँ होती हैं, और ये कंपन विश्लेषण, संरचनात्मक डिजाइन और मशीन निदान में उपयोग किए जाने वाले मूलभूत गुण हैं।

Question 2

मशीनों के लिए प्राकृतिक आवृत्ति क्यों महत्वपूर्ण है?

Accepted Answer

किसी मशीन या उसके पुर्जों की प्राकृतिक आवृत्ति जानना अत्यंत महत्वपूर्ण है, क्योंकि यदि परिचालन गति (उत्तेजना आवृत्ति) प्राकृतिक आवृत्ति के साथ मेल खाती है, तो अनुनाद उत्पन्न होता है। अनुनाद के कारण कंपन अत्यधिक बढ़ जाता है, जिससे अत्यधिक घिसाव, थकान के कारण विफलता, बेयरिंग क्षति और यहां तक कि विनाशकारी संरचनात्मक पतन भी हो सकता है। इंजीनियर मशीनों को इस प्रकार डिजाइन करते हैं कि परिचालन गति प्राकृतिक आवृत्तियों से काफी अलग रहे।

Question 3

स्प्रिंग की कठोरता को कैसे मापा जाता है?

Accepted Answer

स्प्रिंग की कठोरता (रेट) को मापने के लिए, स्प्रिंग पर एक ज्ञात बल लगाकर उसके परिणामस्वरूप होने वाले विक्षेपण को मापा जा सकता है। कठोरता k = बल / विक्षेपण। उदाहरण के लिए, यदि 100 N का बल स्प्रिंग को 2 mm तक संपीड़ित करता है, तो कठोरता 100/2 = 50 N/mm होगी। सटीक परिणामों के लिए आप संपीड़न परीक्षण मशीन का उपयोग भी कर सकते हैं, या स्प्रिंग रेट विनिर्देश के लिए निर्माता की डेटाशीट देख सकते हैं।

Question 4

यदि परिचालन गति प्राकृतिक आवृत्ति के बराबर हो तो क्या होगा?

Accepted Answer

जब परिचालन गति (उत्तेजना आवृत्ति) प्रणाली की प्राकृतिक आवृत्ति से मेल खाती है, तो अनुनाद उत्पन्न होता है। अनुनाद पर, कंपन का आयाम नाटकीय रूप से बढ़ जाता है - सैद्धांतिक रूप से एक गैर-अवमंदित प्रणाली में अनंत तक, और वास्तविक (हल्के अवमंदित) प्रणालियों में बहुत उच्च स्तर तक। इससे तीव्र थकान विफलता, अत्यधिक शोर, बेयरिंग क्षति और संरचनात्मक पतन हो सकता है। यही कारण है कि कंपन विश्लेषण में हमेशा अनुनाद की निकटता की जाँच की जाती है।

Question 5

यांत्रिक प्रणालियों में अनुनाद से कैसे बचा जा सकता है?

Accepted Answer

अनुनाद से बचने के लिए कई रणनीतियाँ हैं: (1) परिचालन गति को इस प्रकार बदलें कि यह किसी भी प्राकृतिक आवृत्ति से कम से कम 20–30% दूर हो। (2) ब्रेसिज़, स्टिफ़नर जोड़कर या स्प्रिंग दरों को बदलकर कठोरता को संशोधित करें। (3) कंपन करने वाले घटक के द्रव्यमान को बदलें। (4) कंपन डैम्पर, रबर आइसोलेटर या ट्यून्ड मास डैम्पर का उपयोग करके डैम्पिंग बढ़ाएँ। (5) स्टार्टअप या शटडाउन के दौरान महत्वपूर्ण गति पर स्थिर रहने से बचने के लिए परिवर्तनीय गति ड्राइव का उपयोग करें।

प्राकृतिक आवृत्ति कैलकुलेटर

परिणाम

द्रव्यमान-स्प्रिंग प्रणाली की प्राकृतिक आवृत्ति

कोणीय आवृत्ति

आवर्तकाल और स्थैतिक विक्षेपण

व्यावहारिक उदाहरण