МЕХАНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ.

ЗАЩИТА ОТ ВИБРАЦИЙ И ШУМА.

ВВЕДЕНИЕ

Эффективность борьбы с шумом и вибрацией зависит от полноты изучения физической сущности их возникновения и распространения. С точки зрения физики принципиальной разницы между шумом и вибрацией нет. Субъективно человек воспринимает шум органами слуха, а вибрацию - осязанием.

Однако, с методической точки зрения удобнее начинать изучение проблемы с вибра­ции, так как механические колебания, которые неизбежно сопровождают работу любых ме­ханизмов и машин составляют собственно саму вибрацию. Механические колебания, воспринимаемыми органами слуха, называются звуком.

МЕХАНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ.

Под вибрацией обычно понимают колебания тела, обуслов­ленные его инерцией и упругими свойствами.

Простейшими механическими колебаниями являются гармонические, описываемые уравнениями вида:

y=sin t, (Рис.1). (1)

Рис. 1. Простое синусоидальное колебание,

где: y - текущее отклонение рассматриваемой точки тела или средыотносительно положе­ния равновесия;

А - амплитуда колебания, т.е., наибольшее отклонение от среднего положения, мм;

2А - полный размах колебания,мм;

= 2 /Т -круговая (циклическая, угловая) частота колебаний, рад./сек;

Т - период колебаний, т.е., время между двумя соседними состояниями точки;

t - текущее время, сек.

Кроме периода колебаний в практике применяют понятие частоты колебаний: f = 1/Т,показывающее число колебаний в секунду. Частота колебаний выражается в Герцах (1 Гц = 1 колебание в секунду).

Диапазон частот, воспринимаемый человеческим ухом, находится в пределах 16 – 25.000 Гц. У животных (кошек, собак) частотные диапазоны слуха имеют другие значения.

Скорость равна первой производной

У` =А cos t мм/сек (2)

и ускорение y** =-A2 sin t мм/сек² (3)

колебания точки являются гармоническими, что видно из первой и второй производных уравнения (1).

ВЫВОД: при гармоническом колебании амплитуды колебательной скорости и ускорения пропорциональны амплитуде колебательного перемещения.

Знание численных значений частоты, амплитуд перемещения, скорости ускорения, т.е. основных величин вибрации звеньев машин необходимо в практике для анализа динамики машин и оценки санитарных условий их работы.

Амплитуда ускорения характеризует действующие динамические силы (т.е. явление отдачи на ладонную поверхность рук при работе с ручными виброинструментами).

В отличие от рассмотренных незатухающих гармонических колебаний, которые имеют постоянную амплитуду и частоту, в практике гораздо чаще встречаются периодические и не гармонические колебания (рис.2).

Рис. 2. Периодические колебания.

Периодические колебания можно рассматривать как сумму простых гармонических колебании с различной частотой, амплитудой и величиной начальных фаз. Периодические ко­лебания являются сложными колебаниями, получающимися наложением (сложением) про­стых гармонических колебаний друг на друга.