4. РАСЧЕТ ПОГЛОЩАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ КОНСТРУКЦИЙ
Для некоторых относительно простых схем неподвижных соединений потери на трение при циклическом нагружении можно вычислить теоретическим путем. При этом обычно принимается, что материал элементов соединения совершенно упругий, а силы трения на контактных поверхностях подчиняются закону Кулона. В тех случаях, когда массы элементов, образующих соединение, малы по сравнению с общей массой конструкции, элементы соединения можно считать безынерционными и рассчитывать гистерезисные характеристики по квазистатической схеме; такой подход допустим вообще в тех случаях, когда частота возбуждения существенно меньше низшей собственной частоты системы [107, 151, 152, 175]. Наряду с этим иногда необходимо учитывать силы инерции, распределенные по объему элементов соединения, например при исследовании процесса забивки [142, 143] и вибрационного погружения [11] свай. Эти специальные и относительно более сложные случаи не рассматриваются.
Для соединений с сосредоточенным трением характерны петли гистерезиса, составленные из отрезков прямых. Данные для трех систем такого типа приведены в табл. 1. Площадь петли гистерезиса при возрастании коэффициента трения (или для случаев 1 и 2 — силы прижатия) изменяется немонотонно и имеет максимум. Форма петли гистерезиса в случае 3 типична и для рессорных пакетов, в которых сила прижатия листов возрастает вместе с увеличением переменной нагрузки.
1. Гистерезис систем с сосредоточенным сухим трением
(см. скан)
Рассеяние энергии в соединениях с распределенным трением приведено в табл. 2. Одна из особенностей этих соединений состоит в том, что размеры зоны проскальзывания в области контакта как правило изменяются в зависимости от нагрузки. Из-за этого петли гистерезиса обычно имеют криволинейные очертания, а их площади монотонно уменьшаются с увеличением силы прижатия (или коэффициента трения); только в случае 2 проскальзывание наступает сразу по всей области контакта (после достижения переменной нагрузкой значения
Продолжение табл. 2.
(см. скан)
3. Площадь петли гистерезиза виброизолирующей прокладки
(см. скан)
В табл. 3 даны результаты вычислений площадей петель гистерезиса для виброизолирующих прокладок при пульсирующем цикле нагружения (при вычислениях обжимающие плиты считали абсолютно жесткими).
В табл. 4 приведены данные, соответствующие циклическому нагружению по симметричному циклу упругофрикционных соединений, в которых взаимодействие между элементами осуществляется в виде сил трения и сил упругости (заклепочные или болтовые соединения).
4. Площадь петли гистерезиса заклепочных и болтовых соединений
(см. скан)