6. УВОД
Для ряда систем (особенно точной механики и приборостроения) существенное значение имеет определение их динамической точности. При этом приобретает важность расчет «увода» колебательной системы. Так называют нелинейный эффект, проявляющийся, в частности, в том, что под действием гармонической внешней силы звенья ВУС колеблются не около положений их статического равновесия, а относительно некоторых смещенных положений, которые называют положениями динамического равновесия (см. также гл. IX). Эффект увода в нашем случае обусловлен несимметрией действующих на звенья ВУС ударных импульсов. Ниже, используя изложенные выше способы отыскания периодических режимов ВУС, получим количественные характеристики этого эффекта. Если
закон периодического движения звена ВУС
, то положение динамического равновесия хдиа и увод
этого звена определяют по формулам
где
положение статического равновесия.
Рис. 13
Рассмотрим сначала одномассную линейную систему без трения (рис. 13), к которой в определенной точке
прокладываются мгновенные ударные импульсы 1. Уравнение движения звена
и закон его движения на интервале между моментами приложения ударных импульсов имеют вид
Для периодического (с периодом
) движения из условия
находим
откуда
Постоянная С связана с величиной ударного импульса
соотношением
Поэтому окончательно находим
В рассматриваемом случае
хдии. Согласно (49) увод одномассной системы зависит (при фиксированных
только от ее жесткости
и совпадает по направлению с ударным импульсом.
В одномассной ВУС на рис. 2, а к звену
приложена периодическая сила
а ударные импульсы обусловлены периодическими соударениями с ограничителем. Уравнение движения звена
и закон движения на интервале между соударениями имеют вид
где
вынужденная составляющая закона движения. Если для
выполняется условие
то
вытекает, что для рассматриваемой ВУС остаются справедливы соотношения (47), (48) и, следовательно, (49). Для режима кратности I соотношение (49) принимает вид
Зависимости величины
от параметров системы и возбуждения приведены в табл. 1.
Равенство (51) можно применять и для расчета положений динамического равновесия пеньев двухмассных ВУС, представленных на рис. 2, в и 9, поскольку законы движения этих звеньев имеют вид, аналогичный (50). Так как ударные импульсы, приложенные к звеньям, равны по величине и противоположны по направлению, то
Положение статического равновесия двухмассной системы (в случае натяга) находится между нулевыми точками упругих связей и делит отрезок между этими точками на части, обратно пропорциональные жесткостям связен; поэтому и уводы
звеньев от положения статического равновесия удовлетворяют условию
Таким образом, оказывается, что как статические смещения звеньев ВУС при наличии упругих связей, так и их динамические смещения (уводы) в виброударном режиме обратно пропорциональны жесткостям упругих связей и не зависят от масс звеньев.