Автор работы: Пользователь скрыл имя, 18 Июня 2013 в 17:40, контрольная работа
Автоколебания, незатухающие колебания, которые могут существовать в какой-либо системе при отсутствии переменного внешнего воздействия, причём амплитуда и период колебаний определяются свойствами самой системы. Этим автоколебания отличаются от вынужденных колебаний, амплитуда и период которых определяются характером внешнего воздействия (приставка "авто" и указывает на то, что колебания возникают в самой системе, а не навязываются внешним воздействием). Автоколебания отличаются и от свободных колебаний (например, колебаний свободно подвешенного маятника, колебаний силы тока в электрическом контуре) тем, что, во-первых, свободные колебания постепенно затухают, во-вторых, их амплитуда зависит от первоначального "толчка", создающего эти колебания.
Автоколебания……………………………………………………………...3
Области применения вибрации…………………………………………....6
Список литературы………………………………………………………..9
Содержание
№ стр.
Автоколебания, незатухающие колебания, которые могут существовать в какой-либо системе при отсутствии переменного внешнего воздействия, причём амплитуда и период колебаний определяются свойствами самой системы. Этим автоколебания отличаются от вынужденных колебаний, амплитуда и период которых определяются характером внешнего воздействия (приставка "авто" и указывает на то, что колебания возникают в самой системе, а не навязываются внешним воздействием). Автоколебания отличаются и от свободных колебаний (например, колебаний свободно подвешенного маятника, колебаний силы тока в электрическом контуре) тем, что, во-первых, свободные колебания постепенно затухают, во-вторых, их амплитуда зависит от первоначального "толчка", создающего эти колебания. Примерами автоколебаний могут служить колебания, совершаемые маятником часов, колебания струны в смычковых или столба воздуха в духовых музыкальных инструментах, электрические колебания в ламповом генераторе (см. Генерирование электрических колебаний). Системы, в которых возникают А., называются автоколебательными.
Автоколебательные системы во многих случаях можно разделить на 3 основных элемента: 1) колебательную систему (в узком смысле); 2) источник энергии, за счет которого поддерживаются автоколебания, и 3) устройство, регулирующее поступление энергии из источника в колебательную систему. Эти 3 основных элемента могут быть отчётливо выделены, например, в часах, в которых маятник или баланс служит колебательной системой, пружинный или гиревой завод — источником энергии, и, наконец, анкерный ход — механизмом, регулирующим поступление энергии из источника в систему. В ламповом генераторе колебательной системой служит контур, содержащий ёмкость и индуктивность и обладающий малым активным сопротивлением; выпрямитель (или батарея), питающий напряжением анод лампы, является источником энергии, а электронная лампа с элементом обратной связи — устройством, регулирующим поступление энергии из источника в колебательный контур.
Рисунок 1.
В часах, например, автоколебания осуществляются следующим образом (рисунок 1). При прохождении качающегося балансира 1 через определённое положение (обычно дважды за период) спусковое устройство 2 и 3 подталкивает колесо балансира, сообщая ему энергию, необходимую для того, чтобы компенсировать потерю энергии за полпериода колебаний. Балансир часов совершает автоколебания с амплитудой, целиком определяемой свойствами часового механизма. Однако для того, чтобы эти автоколебания возникли, обычно нужно не только завести пружинный завод, но и слегка встряхнуть часы, т. е. сообщить начальный толчок балансиру. Часы — это в большинстве случаев автоколебательная система без самовозбуждения. В духовых инструментах продувание струи воздуха поддерживает автоколебания столба воздуха в трубе инструмента, а в струнных смычковых инструментах автоколебания поддерживаются силой трения, действующей между смычком и струной.
Чтобы колебания были незатухающими, поступающая из источника в систему энергия должна компенсировать потери энергии в самой системе. Такая компенсация происходит в целом за период колебаний; но в одни части периода поступающая энергия может превышать потери в системе, в другие, наоборот, потери в системе могут превышать поступление энергии в неё. То значение амплитуды колебаний, при котором происходит компенсация потерь в целом за период, и является стационарным (не изменяющимся со временем) значением амплитуды автоколебания. Такой баланс поступления и потерь энергии оказывается возможным только при определённых значениях амплитуды автоколебания (в простейших случаях только при одном значении).
Обычно при значениях
амплитуды колебаний, меньших стационарной,
поступление энергии в систему
превышает потери в ней, вследствие
чего амплитуда колебаний возрастает
и достигает стационарного
Однако в некоторых случаях отклонение амплитуды колебаний от стационарного значения и нарушение компенсации потерь энергии в системе приводят к дальнейшему росту отклонений амплитуды от стационарного значения. Это будет иметь место, если при уменьшении амплитуды потери начинают преобладать над поступлением энергии или, наоборот, при увеличении амплитуды поступление энергии начинает преобладать над потерями. В этом случае автоколебания неустойчивы, и, вследствие наличия во всякой реальной системе неизбежных возмущений и толчков, такие автоколебания длительное время существовать не могут.
Форма автоколебаний может быть различной. Если добротность колебательной системы велика, т. е. потери энергии в колебательной системе относительно малы, то для поддержания автоколебаний в систему за период должно поступать количество энергии, очень малое по сравнению с полной энергией колебательной системы. При этом характер происходящих процессов почти не изменяется по сравнению с тем, как они протекали бы в системе без поступления энергии. В этом случае период и форма автоколебаний будут очень близки к периоду и форме собственных колебаний колебательной системы; если собственные колебания в системе по форме близки к гармоническим, то автоколебания также близки к гармоническим.
Практически все отрасли промышленности и сельское хозяйство, строительство и транспорт, медицина и коммунальное хозяйство, научные лаборатории и испытательные станции — вот та сфера, в которой разумное и планомерное использование вибрационной техники приносит большую пользу.
Контрасты вибрационных технологических процессов поразительны. При помощи вибрации можно производить весьма тонкое разделение материалов и, наоборот, можно добиться отличного перемешивания разнородных ингредиентов. При помощи вибрации можно значительно повысить плотность обрабатываемой среды и, наоборот, можно получить большую степень ее разрыхления. При помощи вибрации можно осуществить тончайшее измельчение твердых тел и, наоборот, множество несвязанных частиц сплотить в прочное единое целое. Вибрация способствует превращению полужидких масс в твердые тела, а сыпучие материалы, будучи относительно сухими, во время действия вибрации могут приобретать свойства, присущие жидкостям.
Вибрация может резко изменить структуру среды, но она может содействовать получению образцов практических ненарушенной первоначальной структуры материала. Вибрация позволяет получать хаотическое расположение тел, но она же дает возможность точно ориентировать их в пространстве. Вибрация применима для грубой галтовки поковок и отливок, но она же применима для точнейших операций доводки. Вибрация может вызвать быстрое утомление и даже заболевание человека, он она же способна быстро снять явления усталости и оказывать лечебное воздействие.
Огромны диапазоны размеров, веса, мощности вибрационных устройств: от сотен киловатт крупного вибропогружателя до долей ватта маленького зуммера, от внушительного вибрационного корабля-ледокола до крошечного зубоврачебного бора.
Перечислим некоторые из применений вибрационных машин и устройств. Вибрирование грунтозаборных органов землесосных снарядов или вибрирование специальными устройствами грунта в районе расположения засоса грунтозаборных органов в ряде важных случаев имеет существенные преимущества перед фрезерным рыхлением и обеспечивает значительное повышение производительности землесосных снарядов и расширение области их применения. Разработаны методы и устройства для вибрационного заполнения емкостей сыпучими материалами, поступающими снизу. Такой процесс получил наименование вибробункеризации. В частности, существуют устройства, подвергающие крытые железнодорожные вагоны колебаниям с целью их загрузки сыпучими грузами и разгрузки через боковые двери.
Значительное распространение
получает вибрационная техника в
технологии машиностроения. Широко применяются
вибрационные накопители и вибрационные
бункеры для питания
Большое распространение
имеют вибрационно-прессовые
Все шире используют вибрацию при прессовании изделий из порошковых и зернистых материалов, при обработке давлением металлов, пластмасс и т. д.
Большие перспективы имеют
вибрационные процессы в химической
химико-металлургической, пищевой, текстильной,
кожевенной, меховой и других отраслях
промышленности. Здесь можно упомянуть
процессы экстракции жидкости жидкостью,
ускорение различных физико-
В заключение назовем такие две различные сферы применения вибрационных процессов, как механизация уборки урожая орехов и фруктов при помощи вибрационных устройств и вибрационный медицинский массаж.
Информация о работе Автоколебания. Область применения вибрации