O mnie

Publikacje

Prezentacje

Akustyka

Laboratoria




Zdjęcia

Prace dyplomowe

Prawo

Normy

Linki



 


  Home | Hałas | Wibracje | Dźwięki | Tłumik absorpcyjny | Tłumik refleksyjny | Linki  

     WIBRACJE     

 

   Co to są wibracje i drgania?
 
  • Drgania określane są w fizyce jako zjawiska, w których wielkości fizyczne charakterystyczne dla tych zjawisk są zmienne w funkcji czasu. Węższym pojęciem są drgania akustyczne definiowane jako ruch cząstek ośrodka sprężystego względem położenia równowagi. Drgania akustyczne mogą zatem rozprzestrzeniać się w ośrodkach zarówno gazowych, ciekłych, jak i stałych. W tej klasie zjawisk niskoczęstotliwościowe drgania akustyczne rozprzestrzeniające się w ośrodkach stałych przyjęto nazywać drganiami mechanicznymi (wibracjami).

  • Drgania mechaniczne w wielu przypadkach są czynnikiem roboczym, celowo wprowadzanym przez konstruktorów do maszyn czy urządzeń jako niezbędny element do realizacji zadanych procesów technologicznych, np. w maszynach i urządzeniach do wibrorozdrabniania, wibroseparacji, wibracyjnego zagęszczania materiałów, oczyszczania i mielenia wibracyjnego, a także do kruszenia materiałów, wiercenia, drążenia i szlifowania. Drgania mechaniczne są też często bezcennym źródłem informacji, gdyż na podstawie analizy sygnału drganiowego można dokonać oceny stanu technicznego maszyny i jakości jej wykonania. Jednakże drgania mechaniczne mogą również powodować zakłócenia w prawidłowym działaniu maszyn i innych urządzeń, zmniejszać ich trwałość i niezawodność oraz niekorzystnie wpływać na konstrukcje i budowle. Przenoszone drogą bezpośredniego kontaktu z drgającym źródłem do organizmu człowieka mogą też wywierać ujemny wpływ na zdrowie pracowników i doprowadzać niejednokrotnie do trwałych zmian chorobowych. Zatem z punktu widzenia ochrony i bezpieczeństwa człowieka w środowisku pracy, drgania mechaniczne są szkodliwym czynnikiem fizycznym, który należy eliminować lub przynajmniej ograniczać.

    Źródło CIOP

Kinematyka drgań

Proces, podczas którego opisująca go wielkość fizyczna kolejno rośnie i maleje, nazywamy drganiem. Drgania dzielimy na okresowe i nieokresowe.
Drgania nazywamy okresowymi, jeżeli opisująca je funkcja x(t) jest okresowa, to znaczy jeżeli istnieje taka dodatnia wielkość T, że w każdej chwili t


x(t+T) = x(t)


Najmniejszą z wielkości T, dla których zachodzi ta równość, nazywamy okresem drgań lub krótko - okresem. Tę część drgań okresowych, która zachodzi w trakcie jednego okresu, nazywamy cyklem drgań (krótko - cyklem). Odwrotność okresu

v = 1/T

czyli liczbę cykli drgań w jednostce czasu, nazywamy częstością drgań. Podstawową jednostką częstości w układzie SI jest herc (1Hz = 1 cykl/s). Stosuje się również jednostki wielokrotne: kiloherc (kHz), megaherc (MHz), gigaherc (GHz).

Amplitudą drgań okresowych nazywamy największe odchylenie od położenia średniego:

a = xmax-xśr = xśr-xmin

Ponieważ położenie średnie

xśr = 1/2 (xmax+xmin),


zatem

a = 1/2 (xmax-xmin).

Najważniejszym przypadkiem szczególnym drgań okresowych są drgania harmoniczne - rys.1

x(t) = asin(ωt+φ),

gdzie a jest amplitudą drgań, ω=2πv=2π/T - częstością kołową (pulsacją), ωt+φ - fazą drgań harmonicznych (fazą), φ - fazą początkową.


Drgania harmoniczne nietłumione

Rys. 1. Drgania harmoniczne nietłumione.


Pojęcie okresu rozszerza się na procesy, w trakcie których w równych odstępach czasu powtarza się wybrany stan ruchu. Tak na przykład, ruch opisany funkcją


x(t) = Ae-htsin(ωt+φ),

i przedstawiony na rys. 2 odbywa się z okresem 2π/ω.

Drgania harmoniczne tłumione

Rys. 2. Drgania harmoniczne tłumione.


Opracowano na podstawie: "Mechanika techniczna Tom III - Drgania i fale" pod redakcją Sylwestra Kaliskiego, PWN, Warszawa 1986.



Zawartosć strony WWW związana z działalnością naukową i dydaktyczną.
Prawa autorskie zastrzeżone przez: Wojciech ŁAPKA

Darmowy hosting