Menu
RSS


Резонансные крутильные колебания, параметры, графическое представление

Резонансом называется совпадение частот вынужденных и свободных колебаний, или, точнее, явление возрастания амплитуды колебаний при совпадении частот какой-либо гармонической составляющей возмущающего момента с частотой какой-либо формы свободных колебаний.
Частота вращения вала дизеля, при которой наступает резонанс, называется критической. Работа на этой частоте вращения может представлять угрозу для работоспособности энергетической установки.


Частота свободных крутильных колебаний ωc не зависит от изменения частоты вращения вала (рис. 100, а), а частота вынужденных колебаний ωв зависит (рис. 100, б). Резонансные режимы находят наложением графиков (рис. 100, в). Точки пересечения прямых здесь определяют частоты вращения двигателя, при которых наступает явление резонанса.
Характер возрастания амплитуды при резонансе выражен на рис. 100, г - кривая резонанса (1-4). Как видно, амплитуды крутильных колебаний при прохождении через резонанс растут вначале медленно, затем быстро, достигая максимального значения вблизи резонанса, и быстро уменьшаются при дальнейшем увеличении частоты вращения двигателя.
Если на оси ординат нанести значения допустимого напряжения в материале вала ( так как напряжение в валах системы пропоциональны амплитудам колебаний), то по расположению прямой τдоп относительно кривой резонанса можно судить о степени опасности резонансных напряжений при эксплуатации дизеля. Кривые 2, 3, 4 не пересекают линию допустимых напряжений, следовательно, резонансные при данных частотах вращения вала не представляют опасности.
Кривая 1 резонанса пересекает линию допустимых напряжений, что свидетельствует о наличии чрезмерно больших напряжений в диапазоне частоты вращения n1 - n2.
Этот диапазон называют запретной зоной. Здесь в валопроводе возникают дополнительные напряжения на кручение вследствие дополнительной знакопеременной нагрузки, которые не должны превышать для валопроводов τмах = ± 60 MПа, а для коленчатых валов τмах = ± 30 MПа
Длительная работа двигателя в пределах запретной зоны недопустима. Если при проектировании энергетической установки не удалось избежать резонанса в пределах рабочей частоты вращения вала, то часть шкалы тахометра, соответствующую запертной зоне, закрашывают красной краской. При увеличении или уменьшении частоты вращения переход через запретную зону необходимо осуществлять в кратчайшее время для того, чтобы не дать возможности амплитудам крутильных колебаний значительно возрасти.

Login to post comments
back to top
  • Facebook
  • Twitter
  • Google+
  • VK
  • RSS