Часть четвертая. ДИНАМИЧЕСКОЕ ГАШЕНИЕ КОЛЕБАНИЙ
Глава XIV. ПРИНЦИПЫ ДИНАМИЧЕСКОГО ГАШЕНИЯ КОЛЕБАНИЙ
Метод динамического гашения колебаний состоит в присоединении к объекту виброзащиты дополнительных устройств с целью изменения его вибрационного состояния. Работа динамических гасителей основана на формировании силовых воздействий, передаваемых на объект. Этим динамическое гашение отличается от другого способа уменьшения вибрации, характеризуемого наложением на объект дополнительных кинематических связей, например, закреплением отдельных его точек.
Изменение вибрационного состояния объекта при присоединении динамического гасителя может осуществляться как путем перераспределения колебательной энергии от объекта к гасителю, так и в направлении увеличения рассеяния энергии колебаний. Первое реализуется изменением настройки системы объект—гаситель по отношению к частотам действующих вибрационных возмущений путем коррекции упругоинерционных свойств системы. В этом случае присоединяемые к объекту устройства называют инерционными динамическими гасителями. Инерционные гасители применяют для подавления моногармонических или узкополосных случайных колебаний.
При действии вибрационных нагрузок более широкого частотного диапазона предпочтительней оказывается второй способ, основанный на повышении диссипативных свойств системы путем присоединения к объекту дополнительных специально демпфируемых элементов. Динамические гасители диссипативного типа получили название поглотителей колебаний. Возможны и комбинированные способы динамического гашения, использующие одновременную коррекцию упругоинерционных и диссипативных свойств системы. В этом случае говорят о динамических гасителях с трением.
При реализации динамических гасителей противодействие колебаниям объекта осуществляется за счет реакций, передаваемых на него присоединенными телами. По этой причине значительные усилия при ограниченных амплитудах корректирующих масс могут быть достигнуты лишь при относительно большой массе (моменте инерции) присоединенных тел, составляющей обычно 5-20 % приведенной массы (момента инерции) исходной системы по соответствующей форме колебаний, в окрестности частот которой выполняется гашение.
Как правило динамические гасители используют для достижения локального эффекта: понижения виброактивности объекта в местах крепления гасителей. Зачастую это может быть связано даже с ухудшением вибрационного состояния объекта в других, менее ответственных, местах.
Динамические гасители могут быть конструктивно реализованы на основе пассивных элементов (масс, пружин, демпферов) и активных, имеющих собственные источники энергии. В последнем случае речь идет о применении систем автоматического регулирования, использующих электрические, гидравлические и пневматические
управляемые элементы. Удачным является их комбинирование с пассивными устройствами. Использование активных элементов расширяет возможности динамического виброгашения, поскольку позволяет проводить непрерывную подстройку параметров динамического гасителя в функции действующих возмущений и, следовательно, осуществлять гашение в условиях меняющихся вибрационных нагрузок. Аналогичный результат может быть достигнут иногда и с помощью пассивных устройств, имеющих нелинейные характеристики.
Динамическое гашение применимо для всех видов колебаний: продольных, изгибных, крутильных и при этом вид колебаний, осуществляемых присоединенным устройством, как правило, аналогичен виду подавляемых колебаний.