- •Механические колебания и виброакустическая защита транспортно-технологических строительных машин
- •«Наземные транспортно-технологические комплексы»
- •Введение
- •Характеристики сил в механизмах
- •1.1. Движущие силы
- •. Силы сопротивления
- •. Силы трения
- •. Силы упругости
- •. Импульсные и ударные силы
- •2. Уравнения движения механизмов
- •2.1. Число степеней свободы
- •2.2. Жесткость
- •2.3. Уравнения движения механической системы с одной степенью свободы.
- •2.4. Кинематика гармонического движения
- •2.5. Учет массы пружины
- •2.6. Вынужденные колебания
- •2.7. Резонанс
- •2.8. Кинематическое возбуждение
- •2.9. Инерционное возбуждение
- •2.10. Экспериментальное определение собственной частоты
- •2.11. Сложное (полигармоническое) возбуждение
- •2.12. Круговые колебания. Критическая частота вращения вала
- •2.13. Различные виды трения при колебаниях
- •3. Колебания системы с двумя степенями свободы
- •3.1. Собственные колебания
- •3.2. Вынужденные колебания
- •4. Вибрация и способы ее снижения
- •4.1. Общие сведения
- •4.2. Основные конструкционные особенности зтм.
- •4.3. Общая характеристика источников виброакустической энергии
- •4.4. Методы и средства снижения виброакустической энергии
- •5. Виброизоляция
- •5.1. Линейный виброизолятор
- •5.2. Виброизоляция при ударном воздействии
- •5.3. Виброизоляция при случайном воздействии
- •6. Динамическое гашение колебаний
- •6.1. Пружинный динамический гаситель
- •6.2. Динамический поглотитель колебаний
- •6.3. Динамический поглотитель колебаний крутильной системы
- •6.4. Ударные гасители колебаний
- •7. Уравновешивание механизмов и машин
- •7.1. Общие сведения об уравновешивании
- •7.2. Уравновешивание вращающегося тела
- •8. Вибропоглощение
- •8.1. Природа и характеристики потерь колебательной энергии в твердых телах
- •8.2. Расчет вибропоглощающих покрытий и конструкций
- •8.3. Конструкционные материалы с большими внутренними потерями
- •9. Характеристики вибрации, определяющие ее действие
- •9.1. Показатели интенсивности вибрации
- •9.2. Показатели спектрального состава вибрации
- •9.3. Допустимые значения уровней вибрации
- •Определение коэффициентов передачи при виброизоляции
- •9.5. Пассивная и активная виброизоляция сиденья самоходной машины
- •9.6. Виброизоляция автомобильных и тракторных двигателей
- •10. Теория и практика борьбы с шумом
- •10.1. Актуальность проблемы борьбы с шумом
- •10.2. Перспективы борьбы с шумом
- •10.3. Основные понятия и определения
- •10.4. Излучение и распространение звука
- •10.5. Распространение звука в помещении
- •10.6. Поглощение, отражение и прохождение звука
- •10.7. Интерференция звука
- •10.8. Дифракция звука
- •11.1. Характеристика шума
- •11.2. Спектральные и временные характеристики шума
- •11.3. Сложение шума двух и более источников
- •11.4. Перевод узд в уз
- •11.5. Вычитание уз (узд)
- •11.6. Расчет эквивалентного уз
- •11.7. Нормы шума на рабочих местах
- •11.8. Технические нормы шума машин
- •11.9. Нормирование ультразвука и инфразвука
- •12. Источники шума
- •12.1. Классификация
- •13. Механический шум
- •13.1. Зубчатые передачи
- •13.2. Подшипники
- •13.3. Роторы
- •13.4. Кулачковые механизмы
- •14. Аэродинамический шум
- •14.1. Шум струи
- •14.2. Шум вентиляторов
- •15. Гидродинамический шум
- •15.1. Источники шума
- •15.2. Шум гидронасосов
- •16. Электромагнитный шум
- •16.1. Электрические машины
- •16.2. Трансформаторы
- •17. Расчет звука в помещении от наружнего источника
- •17.1. Расчет структурного звука
- •17.2. Расчет эффективности звукоизолирующего капота
- •18. Характеристики шума в кабинах строительных
- •18.1. Характеристики внешнего шума
- •18.2. Снижение шума в кабинах. Методы и средства
- •18.3. Звукоизоляция и звукопоглощение
- •18.4. Виброизоляция и вибродемпфирование
- •18.5. Снижение внешнего шума
- •18.6. Глушители шума выпуска отработавших газов двигателей
- •Часть четвертая
- •19. Задачи и методы прогнозирования
- •19.1. Системный анализ
- •19.2. Математическая модель виброакустического процесса
- •19.3. Используемые конечные элементы
- •Формирование топологии и базы исходных данных
- •20.1. Топология и физико-геометрические характеристики элементов конструкции машины1
- •20.2. Аппроксимация конечными элементами колесного погрузчика
- •20.3. Сопоставление результатов численных исследований (мкэ)
- •20.4. Определение вклада воздушного и структурного шума
- •Виброакустические исследования дорожного
- •21.1. Топология дорожного снегоочистителя типа дэ-2101
- •Анализ результатов численных исследований мкэ виброакустического процесса на снегоочистителе
- •Первая часть:
- •Второй часть:
- •Третья часть:
- •Четвертая часть
- •Приложения
- •И их значений в м/с и м/с2 соответственно
- •Сведения об авторе
- •Механические колебания и виброакустическая защита транспортно-технологических строительных машин
9. Характеристики вибрации, определяющие ее действие
НА ЧЕЛОВЕКА, И ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ВИБРОИЗОЛЯЦИИ
Вибрацией принято называть механические колебания с малыми перемещениями при частотах более 0,8 Гц. Составляющую перемещения, описывающего вибрацию, называют виброперемещением. Первую производную виброперемещения по времени называют виброскоростью, а вторую производную – виброускорением. При анализе действия вибрации на человека виброперемещения и их производные относятся к тем элементам машин и сооружений, с которыми соприкасается тело человека (сиденья, платформы, перекрытия зданий, рукоятки механизированного инструмента и т.п.) (рис. 9.1). Действие вибрации на организм человека определяется четырьмя основными характеристиками: интенсивностью, спектральным составом, направлением действия и длительностью воздействия.
9.1. Показатели интенсивности вибрации
Различают размерные и безразмерные показатели интенсивности вибрации. К размерным показателям относятся амплитудные или среднеквадратические значения виброперемещения, виброскорости и виброускорения, измеренные на рабочем месте.
Среднеквадратическое значение виброперемещения у при гармонических колебаниях определяется по закону у = Ауsinωt:
. (9.1)
Соответственно среднеквадратические значения виброскорости σv и виброускорения σа:
, (9.2)
, (9.3)
где Av и Aа – амплитуды виброскорости и виброускорения.
К безразмерным показателям интенсивности колебаний относятся логарифмические уровни. В общем случае логарифмическим уровнем называется характеристика, сравнивающая две одноименные физические величины, пропорциональная десятичному логарифму отношения оцениваемого и исходного значения величины. Для энергетических величин (энергии, мощности и т.п.) логарифмический уровень, измеряемый в белах (Б)1, , или в децибелах (дБ) - Lω = , где ω – оцениваемое значение величины, ω0 – исходное значение величины.
Для перемещения скорости, ускорения, силы и т.п. логарифмический уровень, измеряемый в децибелах, . Исходные значения при определении логарифмического уровня колебаний для перемещения у0 = 8·10-12 м, для скорости v0 = 5·10-8 м/с, для ускорения а0=3·10-4 м/с2.
При гармонических колебаниях с частотой f в герцах имеем: . Соответствующие логарифмические уровни колебаний, определяемые по амплитудным значениям:
, , . (9.4)
При нормировании вибрации часто указывают только логарифмические уровни виброскорости. Тогда логарифмические уровни виброперемещения и виброускорения в предположении, что колебания – гармонические, можно найти по соотношениям, следующим из (9.4):
При у0 = 8·10-12 м, υ0 = 5·10-8 м/с, а0 = 3·10-4 м/с2 имеем Ly = Lυ + 60 – 20 lg f, La = Lυ – 60 – 20 lg f.
9.2. Показатели спектрального состава вибрации
При нормировании вибрации ее спектральный состав, т.е. совокупность частот гармонических составляющих, оценивается по отдельным полосам частот. Полосой частот называется совокупность частот в рассматриваемых пределах, определяемых граничными частотами ( верхней и нижней). Полоса частот, у которой отношение верхней граничной частоты к нижней равно 10, называется декадной полосой (декадой). Если это соотношение равно 2, то полоса частот называется октавной (октавой). Употребляется также третьоктавная полоса (треть октавы), у которой отношение верхней граничной частоты к нижней равно . Для каждой полосы указывается среднегеометрическая частота, равная квадратичному корню из произведения граничных частот. В табл. 9.1 приведены среднегеометрические частоты и соответствующие им граничные частоты в октавных и третьоктавных полосах.
Таблица 9.1
Граничные значения октавных и треть-октавных частотных полос
Среднегеометрические частоты, Гц |
Граничные значения частотных полос, Гц |
Среднегеометрические частоты, Гц |
Граничные значения частотных полос, Гц |
||
1/3 октавы |
октавы |
1/3 октавы |
октавы |
||
0,8 |
0,7-0,89 |
0,7-1,4 |
12,5 |
11,2-14,1 |
11-22 |
1,0 |
0,89-1,12 |
16 |
14,1-17,8 |
||
1,25 |
1,12-1,4 |
20 |
17,8-22,4 |
||
1,6 |
1,4-1,78 |
1,4-2,8 |
25 |
22,4-28,2 |
22-44 |
2,0 |
1,78-2,24 |
31,5 |
28,2-35,5 |
||
2,5 |
2,24-2,8 |
40 |
35,5-44,7 |
||
3,15 |
2,8-3,5 |
2,8-5,6 |
50 |
44,7-56,2 |
44-88 |
4,0 |
3,5-4,4 |
63 |
56,2-70,8 |
||
5,0 |
4,4-5,6 |
80 |
70,8-89,1 |
Окончание табл. 9.1
Среднегеометрические частоты, Гц |
Граничные значения частотных полос, Гц |
Среднегеометрические частоты, Гц |
Граничные значения частотных полос, Гц |
||
1/3 октавы |
октавы |
1/3 октавы |
октавы |
||
6,3 |
5,6-7,1 |
5,6-11,2 |
100 |
89,1-112,2 |
88-177 |
8,0 |
7,1-8,9 |
125 |
112,2-141,3 |
||
10 |
8,9-11,2 |
160 |
141,3-177,8 |