- •Основы теории колебаний
- •Предисловие
- •Глава I введение
- •1.Предмет теории колебаний
- •2. Классификация колебательных систем1
- •3. Классификация колебательных процессов
- •4. Кинематика периодических колебательных процессов
- •5. Уравнения движения
- •Глава II системы с одной степенью свободы
- •1. Пример составления уравнения колебаний
- •Аналогично определяется потенциальная энергия закручиваемой пружины
- •2.Уравнение колебаний в общем виде. Частные случаи
- •3. Свободные колебания при отсутствии трения
- •4.Вынужденные колебания при отсутствии трения
- •5. Демпфирование колебаний
- •5.1. Диссипативные силы
- •5.2. Внутреннее трение
- •Подставляем в (1) и интегрируем результат
- •6. Свободные колебания с вязким сопротивлением.
- •7. Вынужденные колебания с вязким сопротивлением
- •Амплитуда вынуждающей силы
- •Глава III системы с конечным числом степеней свободы
- •1.Уравнение движений
- •2. Свободные колебания
- •Обратный способ даёт систему
- •Свойства собственных частот и собственных форм колебаний
- •В развернутом виде
- •3. Вынужденные колебания
- •Глава IV колебания систем с распределённой массой
- •Общая сведения о колебаниях линейных распределённых систем
- •2. Колебания струны
- •2.1 Свободные колебания
- •Здесь Аn - произвольные числа. Вся совокупность гармоник образует спектр собственных форм
- •2.2 Вынужденные колебания
- •3. Продольные колебания стержней
- •3.1. Свободные колебания
- •Соответствующие формы колебаний (11) имеют вид, показанный на рис. 6.
- •3.2.Вынужденные колебания
- •3 .3. Кинематически возбуждаемые колебания
- •- Функция распределения амплитуды напряжений вдоль оси стержня.
- •П ри вынужденных колебаниях
- •4. Крутильные колебания круглых стержней
- •5.Изгибные колебания стержней
- •5.1.Дифференциальное уравнение движения
- •5.2.Свободные колебания
- •5.3.Вынужденные колебания при распределённой нагрузке
- •5.4. Кинематически возбуждаемые колебания
- •5.5. Внутренние силы в поперечных сечениях колеблющихся стержней
- •5.6.Колебания растянутых (сжатых) стержней
- •5.6.1.Дифференциальные уравнения движения
- •5.6.2. Свободные колебания Рассмотрим свободные колебания. Основное уравнение (5.6.1.1) преобразуется к виду
- •5.6.3. Вынужденные колебания р ассмотрим колебания стержня от равномерно распределённой нагрузки (рис. 1). Воспользуемся уравнением (5.6.1.1)
- •5.7. Вынужденные колебания от сосредоточенной силы
- •Глава V расчётно-проектировочные работы
- •1.Общие указания по выполнению расчётно-проектировочных работ
- •2.Расчётно-проектировочная работа №1 Колебания системы с одной степенью свободы
- •2.1. Содержание работы
- •2.2. Варианты заданий
- •2.3.2. Расчётная схема
- •2.3.3.Таблица исходных данных
- •2.3.4. Решение
- •2.3.4.1. Уравнение вынужденных колебаний
- •2.3.4.2. Уравнение свободных колебаний
- •4.3. Амплитудно-частотные и фазо-частотные характеристики
- •4.4. Амплитуды резонансных колебаний демпфированной системы
- •Дифференцируя функцию (4.3.1) дважды, найдём формулы для угловой скорости , углового ускорения и соответствующих амплитуд
- •4.5. Максимальные амплитуды колебаний демпфированной системы
- •Используя (4.3.2), амплитуду скорости колебаний (4.4.1) перепишем в виде
- •Из этих результатов видно, что максимальные значения амплитуд весьма близки к резонансным значениям или даже совпадают с ними (амплитуда скорости).
- •3.Расчётно-проектировочная работа №2: Колебания системы с двумя степенями свободы
- •3.1. Содержание работы
- •3.2.Варианты заданий
- •3 .3.2. Расчётная схема
- •3.3.3.Таблица исходных данных
- •3.3.4.Уравнения колебаний в общем виде
- •3.3.5. Свободные колебания
- •3.3.5.1. Спектр собственных частот
- •3.3.5.2 Спектр собственных форм
- •3.3.6. Вынужденные колебания
- •3.3.6.1. Уравнения колебаний
- •3.3.6.2. Амплитуды обобщённых координат
- •3.3.6.3. Амлитудно – частотные характеристики (ачх)
- •3 .3.6.4.Анализ колебаний в зависимости от частоты вынуждающей силы
- •Л итература
- •Содержание
- •Глава I. Введение………………………………………………………...…..……..5
- •2.Классификация колебательных систем ………...…………………………..5
- •3.Классификация колебательных процессов……..…………………………..8
- •Глава II. Системы с одной степенью свободы ……………..…………………...18
- •Глава III. Системы с конечным числом степеней свободы………………….…45
- •Глава IV. Колебания систем с распределённой массой……………………..….58
- •3.4.Продольные силы и напряжения в сечениях колеблющихся стержней…………………………………………72
- •5.Изгибные колебания стержней……………………………..…….……….76
- •Глава V.Расчётно-проектировочные работы…………..…………….…..……92
Л итература
1.Андронов А.А., Витт А.А., Хайкин С.Э. – Теория колебаний. – М.: Физматгиз, 1959. -916 с.
2.Бидерман В.Л. Теория механических колебаний. – М.: Высшая школа, 1980. – 408 с.
3.Булгаков Б.В. Колебания. – Л.: Гостехиздат, 1954. – 892 с.
4.Вибрации в технике. Справочник, т. 1. Колебания линейных систем / Под ред. В.В. Болотина. – М.: Машиностроение, 1978. – 352 с.
5.Вибрации в технике. Справочник, т. 6. Защита от вибрации и ударов / Под ред. К.В. Фролова. – М.: Машиностроение, 1981. – 456 с.
6.Коллатц Л. Задачи на собственные значения. – М.: Наука, 1972. – 504 с.
7.Культербаев Х.П. Основы теории колебаний. Расчётно-проектировочные работы. Методические указания, варианты заданий, примеры. Для механических специальностей вуза. - Нальчик, 2002. - 35 с.
8.Магнус К. Колебания. – М.: Мир, 1982. – 304 с.
9.Мандельштам Л.И. Лекции по теории колебаний. – М.: Наука, 1972. – 470 с.
10.Обморшев А.Н. Введение в теорию колебаний. – М.: Наука, 1965. – 276 с.
11.Пановко Я.Г. Введение в теорию механических колебаний. –М.: Наука, 1964. –240 с.
12.Пановко Я.Г. Основы прикладной теории колебаний и удара. Л.: Машиностроение, 1976. – 320 с.
13.Прочность, устойчивость, колебания. Справочник в трёх томах, т. 3 / Под ред. И.А. Биргера и Я.Г. Пановко. – М.: Машиностроение, 1968. – 568 с.
14.Светлицкий В.А., Стасенко И.В. Сборник задач по теории колебаний. – М.: Высшая школа, 1973. – 456 с.
15.Стрелков С.П. Введение в теорию колебаний.– М.: Наука, 1964. –440 с.
16.Тимошенко С.П. Колебания в инженерном деле. – М.: Наука, 1967. – 444 с.
17.Филиппов А.П. Колебания деформируемых систем. – М.: Машиностроение, 1970. – 736 с.
18.Яблонский А.А. Курс теоретической механики. Часть II. Динамика. – М.: Высшая школа, 1977. – 532 с.
19.Яблонский А.А., Норейко С. С. Курс теории колебаний. – М.: Высшая школа, 1975. – 256 с.
20.Яблонский А.А., Норейко С. С. и др. Сборник заданий для курсовых работ по теоретической механике. – М.: Высшая школа, 1985. – 367 с.
Содержание
Предисловие………………………………………………………...………..……..3
Глава I. Введение………………………………………………………...…..……..5
1.Предмет теории колебаний ………………………………………………….5
2.Классификация колебательных систем ………...…………………………..5
3.Классификация колебательных процессов……..…………………………..8
4.Кинематика периодических колебательных процессов..…………….....….9
5.Уравнения движения…….………………………………….………………12
Глава II. Системы с одной степенью свободы ……………..…………………...18
1.Пример составления уравнения колебаний …………………….……..….18
2.Уравнение колебаний в общем виде. Частные случаи ……….……….…22
3.Свободные колебания при отсутствии трения ……..…….……….……...23
4.Вынужденные колебания при отсутствии трения………………........…..26
5.Демпфирование колебаний……….……………………….……………….31
5.1.Диссипативные силы………………………………………………….31
5.2.Внутреннее трение……………………………………………….……33
6.Свободные колебания с вязким сопротивлением……………...…………35
7.Вынужденные колебания с вязким сопротивлением………………...…..38
Глава III. Системы с конечным числом степеней свободы………………….…45
1.Уравнение движений…………………………………..…………………..45
2.Свободные колебания…………….…..………………………………...….49
3.Вынужденные колебания……………………..………………………...….55
Глава IV. Колебания систем с распределённой массой……………………..….58
1.Общие сведения о колебаниях линейных распределённых систем…….58
2.Колебания струны………………………………….…………………...59
2.1.Свободные колебания….………………………………………….….59
2.2.Вынужденные колебания……………………………………………..63
2.3.Кинематически возбуждаемые колебания ………………………….65
3.Продольные колебания стержней……………..…………………………..67
3.1.Свободные колебания…………….………………………..…………67
3.2.Вынужденные колебания……………………………….……………69
3.3.Кинематические возбуждаемые колебания…….……...……………71