Механический импеданс вибросистемы. Виды. Понятия. Схема вибросистемы с одной степенью свободы.
Импеданс - это механическое сопротивление системы.
Вибрационные системы состоят из элементов массы, упругости и демпфирования. В такой системе действуют силы инерции, трения, упругости и вынуждающие.
Сила инерции равна произведению массы M на ее ускорение dv/dt:
FM = - M dv/dt,
где v – виброскорость.
Сила FM направлена в сторону, противоположную ускорению.
Сила действия упругого элемента, т.е. восстанавливающая сила, будет направлена в противоположную сторону и равна
FG = G.x,
где G – коэффициент жесткости упругого элемента, Н/м; x = (x1 – x0) – смещение конца упругого элемента, м.
При вибрации упругих систем происходит рассеяние энергии в окружающую среду, а также в материале упругих элементов и в местах соединений деталей конструкции. Эти потери вызываются силами трения (диссипативными силами), на преодоление которых необратимо рассеивается энергия
источника вибрации.
Если рассеяние энергии происходит в элементе демпфирования, т.е. в среде с вязким сопротивлением, то диссипативная демпфирующая сила FS прямо пропорциональна виброскорости v:
FS = S.v,
где S – импеданс (сопротивление) элемента демпфирования, Н.м/с.
Импеданс вибросистемы складывается из импедансов элемента демпфирования, массы и упругости. Импеданс вибросистемы имеет минимальное значение в резонансной области, где он определяется импедансом элемента демпфирования. Вне резонансной области импедансом S можно пренебречь. В диапазоне высоких частот движение определяется вибрирующей массой, M а в диапазоне низких частот – жесткостью системы G.
Коэффициент потерь энергии с учетом импеданса составит
η = ω.S/G.
Системы вибросистемы с одной степенью свободы. (по вертикальной оси)
Такая система используется для пояснения диссипативных сил и импедансов (сопротивлений), на которые расходуются возмущающая сила.
Система виброситемы: Схема эл-та демпфирования:
М – элемент массы, от которого зависит диссип. сила массы и импеданс массы.
2-элемент упругости (пружина сжатия) Гл хар-ка – жесткость С, Н/м
3 – элемент демпфирования. Гл хар-ка вязкость.
Fосн – эта та часть ударной нагрузки, которая передается на защищаемый объект
Fосн не должна превышать ПДУ.