Глава V расчётно-проектировочные работы

1.Общие указания по выполнению расчётно-проектировочных работ

Каждый студент выполняет в течение семестра 2 расчётно-проектировочные работы:

№ 1: Колебания системы с одной степенью свободы.

№ 2: Колебания системы с двумя степенями свободы.

Следующие методические указания являются общими для всех работ:

1.Исходные данные к задачам выбираются студентом самостоятельно согласно индивидуальному шифру, состоящему из двух чисел. По первому числу берутся номера расчётных схем, по второму – соответствующие количественные данные и единицы их измерений.

2.Прежде чем приступить к задаче следует обстоятельно изучить или повторить соответствующий теоретический материал.

3.Каждая работа должна быть оформлена отдельно в тетради в клетку или на стандартных листах писчей бумаги 210 297 мм, сброшюрованных в альбом с обложкой из плотной бумаги. На первом (титульном) листе следует вычертить рамку и сделать справа внизу основную надпись (штамп) по указанному ниже образцу.

4.В начале каждой задачи должны быть приведены её номер, текст условия, расчётная схема и таблица исходных данных. Далее следует текст решения и ответы на поставленные вопросы. Все выкладки должны представлять собой стройную логическую последовательность и сопровождаться лаконичным пояснительным текстом. Каждый пункт решения должен при необходимости содержать вспомогательные чертежи или эскизы, расчётную формулу в общем виде, числовое повторение (подстановку) этой формулы и ответ. В промежуточных и окончательных ответах необходимо проставлять единицы измерения получаемых величин.

5.В расчётах на прочность, жёсткость и колебания исходные данные в задачах, как правило, являются приближёнными (геометрические размеры и формы, физико-механические характеристики материала и конструкции). Поэтому не следует проводить вычисления с излишне большим числом значащих цифр. Сохранение в записи числа (результатах вычислений) четырёх значащих цифр обеспечивает достаточную точность.

6.Все чертежи необходимо выполнять карандашом невысокой твёрдости (ТМ, М), а записи вести чернилами или карандашом, соблюдая чертежные шрифты. Схемы и рисунки должны быть вычерчены с соблюдением масштабных соотношений, с применением чертёжных инструментов.

7.Каждая работа принимается с защитой и выставлением оценки. При этом учитываются как теоретические знания студента по теме, так и его умения и навыки их приложения к решению конкретных практических задач. При неудовлетворительной защите работа не засчитывается, студенту предлагается повторная защита или выдаётся другое задание для выполнения вновь.

2.Расчётно-проектировочная работа №1 Колебания системы с одной степенью свободы

2.1. Содержание работы

Плоская механическая система с одной степенью свободы состоит из блока, представляющего сплошной однородный диск с массой m₁ и радиусом r; абсолютно жёсткого однородного стержня с массой m₂ и длиной l; тела с массой m₃; недеформируемой безмассовой тяги; цилиндрической винтовой пружины с коэффициентом жёсткости c₁; спиральной пружины с коэффициентом жёсткости c₂; демпфера с коэффициентом вязкого сопротивления α. Вынужденные колебания возбуждаются сосредоточенной гармонической силой P(t) = P₀ cos t или гармоническим моментом M(t) = M₀ cos t. Требуется:

1.Изобразить расчётную схему, показать выбранную обобщённую координату движения и обосновать число степеней свободы.

2.Составить уравнение вынужденных колебаний.

3.Составить уравнение свободных колебаний, определить угловую частоту и период свободных колебаний при отсутствии трения и с учётом трения.

4.Построить кривые амплитудно-частотных и фазо-частотных характеристик вынужденных колебаний при отсутствии трения и с учётом трения.

5.Определить значения амплитуд обобщённой координаты, скорости и ускорения при резонансных колебаниях демпфированной системы.

6.Определить максимальные значения амплитуд обобщённой координаты, скорости и ускорения для демпфированной системы и соответствующие им частоты обобщённой силы.

Замечание: В зависимости от конкретной расчётной схемы, соответствующей шифру студента, текст содержания работы уточняется, т. е. из неё исключается описания отсутствующих деталей и нагрузок.