Главная > Введение в теорию механических колебаний (Я.Г. Пановко)
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

При наличии вязкого трения вместо дифференциального уравнения (10.1) имеем
\[
\ddot{q}+2 \dot{h} \dot{q}+k_{0}^{2}(1 \pm \mu) q=0,
\]

в котором по-прежнему $h=\frac{b}{2 a}$, где $b$-коэффициент вязкости, $a$ – инерционный коэффициент. Рассуждая, как II в п. 1, запишем решение для обоих полупериодов:
\[
\begin{array}{l}
q_{1}=C_{1} e^{-h t} \sin k_{1}^{*} t-D_{1} e^{-h t} \cos k_{1}^{*} t, \\
q_{2}=C_{2} e^{-h t} \sin k_{2}^{*} t+D_{2} e^{-h t} \cos k_{2}^{*} t,
\end{array}
\]
*) При действии нелинейно-вязких сил треппя амплитуды колебаний оказываются ограниченными.

где
\[
\begin{array}{l}
k_{1}^{*}=\sqrt{k_{1}^{2}-h^{2}}=\sqrt{(1+\mu) k_{0}^{2}-h^{2}}, \\
k_{2}^{*}=\sqrt{k_{2}^{2}-h^{2}}=\sqrt{(1-\mu) k_{0}^{2}-h^{2}} .
\end{array}
\]

Условия в момент $t=T / 2$ имеют вид
\[
q_{1}\left(\frac{T}{2}\right)=q_{2}\left(\frac{T}{2}\right), \quad \dot{q}_{1}\left(\frac{T}{2}\right)=\dot{q}_{2}\left(\frac{T}{2}\right),
\]

или
\[
\begin{array}{c}
C_{1} \sin \frac{k_{1}^{*} T}{2}+D_{1} \cos \frac{k_{1}^{*} T}{2}=C_{2} \sin \frac{k_{2}^{*} T}{2}+D_{2} \cos \frac{k_{2}^{*} T}{2}, \quad(10.15) \\
C_{1}\left(-h \sin \frac{k_{1}^{*} T}{2}+k_{2}^{*} \cos \frac{k_{1}^{*} T}{2}\right)-D_{1}\left(h \cos \frac{k_{2}^{*} T}{2}+\right. \\
\left.+k_{1}^{*} \sin \frac{k_{2}^{*} T}{2}\right)=C_{2}\left(-h \sin \frac{k_{2}^{*} T}{2}+k_{2}^{*} \cos \frac{k_{2}^{*} T}{2}\right)- \\
-D_{2}\left(h \cos \frac{k_{2}^{*} T}{2}+k_{2}^{*} \sin \frac{k_{2}^{*} T}{2}\right) .
\end{array}
\]

Далее составляем два условия типа (10.7):
\[
\lambda q_{1}(0)=q_{2}(T), \lambda \dot{q}_{1}(0)=\dot{q}_{2}(T),
\]
т. е.
\[
\begin{aligned}
\lambda D_{1} & =e^{-h T}\left(C_{2} \sin k_{2}^{*} T+D_{2} \cos k_{2}^{*} T\right), \\
\lambda\left(C_{1} k_{1}^{*}-D_{1} h\right) & =e^{-h T}\left[C_{2}\left(-h \sin k_{2}^{*} T+k_{2}^{*} \cos k_{2}^{*} T\right)-\right. \\
& \left.-D_{2}\left(h \cos k_{2}^{*} T+k_{2}^{*} \sin k_{2}^{*} T\right)\right] .
\end{aligned}
\]

Четыре уравнения (10.15) и (10.16) образуют систему, однородную относительно постоянных $C_{1}, D_{1}, C_{2}, D_{2}$; отличные от нуля репения соответствуют случаю, когда равен нулю определитель, составленный из коэффициентов системы, развернув который, придем, аналогично (10.9), к квадратному уравнению
\[
\lambda^{2}-2 A_{1} \lambda+B_{1}=0 .
\]

В каждом конкретном случае по заданным значениям $k_{0}, \mu, h, T$ можно вычислить значения $A_{1}$ и $B_{1}$, а затем определить корни $\lambda_{1}$ и $\lambda_{2}$ квадратного уравнения (10.17). Признаком неустойчивости служит вещественность кор-

ней п неравенство $|\lambda|>1$ для напоольшего по модулю корня.

Не останавливаясь на подобном исследовании корней, заметим, что для их вещественности (т. е. для неустойчивости системы) необходимо выполнение условия
\[
\left|A_{1}\right|>\sqrt{B_{1}}
\]

более жесткого, чем условие $|A|>1$, полученное выше для случая отсутствия трения. В частности, при $h>0$ II $\mu \rightarrow 0$ условие (10.18) не выполняется, т. е. параметрический резонанс невозможен. Это означает, что для возникновения параметрического резонанса необходима некоторая, достаточно большая, глубина пульсации $\mu$. В целом трение оказывает стабилизирующие действие и приводит к некоторому сужению областей неустойчивости.

Categories

1
Оглавление
email@scask.ru