Sanoatdagi vibratsion jarayonlar va jixozlar fanidan nazorat savollari

Sanoatdagi vibratsion jarayonlar va jixozlar fanidan nazorat savollari

Sanoatdagi vibratsion jarayonlar va jixozlar» fanidan NAZORAT SAVOLLARI

1 - BILET
1. Vibratsiya jarayonlari va tebranishning asosiy parametrlari
2. Vibratsiya xosil qilish usullari va ularni dinamik boshkarish
3. Tebranish xosil qiluvchi qurilmalar. Umumiy ma’lumotlar
Javob
1. Vibratsiya (lot. vibratio — tebranish, titrash), titrash — elastik jismlarning mexanik tebranishi, titrashi. Foydali va zararli xillari bor. Vibrator, vibratsiya mashinasi yordamida ataylab hosil qilinadigan foydali V. texnologik operatsiyalarda (vibratsion tashishda, vibratsion kesishda, betonni zichlashda), mashina va qurilmalar (vibrobolgʻalar, qoziq qoqqichlar)da foydalaniladi. Zararli V. transport harakatlanganda, mashina va asboblar ishlaganda paydo boʻladi; ular konstruksiyalarni buzishga olib keladi, inson sogʻligʻiga zararli taʼsir qiladi (qarang Vibratsiya kasalligi). Zararli V.ni kamaytirish uchun vibroizolyatsiya usuli qoʻllaniladi, dinamik soʻndirgichlar va b.dan foydalaniladi..
Тebranishlarning har xil shakli sodir bo’ladigan kuch chastotasining tegishli shakl bo’yicha, uning xususiy chastotasi bilan mos tushganda kuzatiladi. Sharnirli tayangan egiladigan to’sin uchun chastota spektri qiymatining nisbati t², bunda t – shakl raqami. Тebranish chastotasi f₀ Gs da o’lchanadi va tebranish davri Т ga f₀ = 1/T nisbat bilan bog’liq. Vibratsili sinov jarayonida quyidagi masalalar yechiladi:
– ma’lum dinamik tavsiflar bilan ta’sirlar uchun dinamik koef­fitsiyentni aniqlash;
– foydalanishdagi inshootlar yuk ko’taruvchi konstruksiyalarining holatini aniqlash;
– qurilish materiallarining elastik dinamik tavsiflarini aniqlash;
– qurilish buyumlari sifatini sindirmaydigan usullar bilan zavodda nazorat qilish;
– material va konstruksiyalar mustahkamlik xossalarining kamayishiga siklik yuklashning ta’sirini aniqlash (chidamlilik chegarasi, kichik siklli charchash).
O’rnatilgan majburiy tebranishlarning dinamik koeffitsiyentini aniqlash bo’yicha sinovlar konstruksiyaga dinamik ta’sirlar hosil qiladigan agregat (mexanizm)larni o’rnatish ko’zda tutilgan hollardagina o’tkaziladi. Agregat pasportida dinamik tavsiflar ko’rsatiladi: massa, dinamik kuchning amplituda qiymati, ish chastotasi, dvigatelning yoqish va uchirish vaqti. Dinamik koeffitsiyentni hisoblash uchun yuqorida ko’rsatilgan parametrlardan tashqari konstruksiyalarning yuk ko’taruvchi elementlarining xususiy chastotalari qiymati va shu chastotalarga mos tebranish dekrementlarini bilish lozim. Konstruksiyalarni vibratsion yuklarga hisoblash dinamik siljish va deformatsiyalar qiymatini aniqlash va keyin normal foydalanish talablariga amal qilish maqsadida olib boriladi. Dinamik koeffitsiyent erkinlik darajasi bir bo’lgan tizimlarda dinamik siljish va kuchlanishlar, dinamik kuch amplituda qiymati ta’siriga hisoblangan uning statik qiymatidan necha marotaba farq qilishini ko’rsatadi. Dinamiklik koeffitsiyenti noelastik qarshiligini hisobga olib aniqlanadi.


k_d (5.4)
bunda β = θ/ω₀ – qo’zg’atadigan kuch aylanma chastotasining konstruksiya xususiy tebranishining aylanma chastotasiga nisbati.
Dinamiklik koeffitsiyentini aniqlash uchun xususiy tebranishlar chastotasi va dekrementini vibratsiyali sinov natijalaridan topish lozim. Shuni ta’kidlash lozimki, tebranishlar dekrementi qiymati vibratsiya chastotasi va amplitudasiga bog’liq, shuning uchun dinamik sinov maksimal real sharoitlarga yaqinlashtirib o’tkazilishi lozim. Shu nuqtai nazardan rezonans rejimidagi sinov maqsadga muvofiq hisoblanadi. Vibratsiyali sinovlar natijasi bo’yicha loyixada ko’zda tutilgan asbob-uskunadan sodir bo’lgan vibratsiya yuki ta’siridan konstruksiyalarning dinamik kuchlanish va siljishi hisoblanadi. Agar hisoblangan parametrlar ruhsat etilganidan katta bo’lsa, unda konstruksiyaning dinamik tavsiflarini yaxshilash bo’yicha muhandislik yechimlarni ishlab chiqish kerak bo’ladi.
Konstruksiyaning vibratsiya ko’rsatgichini kamaytirish uchun yechimning ikki varianti bor, bu konstruksiyaga ta’sir qiladigan dinamik yuk parametrlarini hamda konstruksiyaning o’zini parametrlarini o’zgartirish orqali amalga oshirilishi mumkin. Yechimning birinchi variantini amalga oshirish uchun quyidagi usullar mavjud:
– dinamik yuk chastotasini o’zgartirish;
– orayopmadagi agregatning loyihaviy holatini o’zgartirish (tik dinamik yukda agregatni orayopma tayanchi yaqiniga, gorizontal yukda esa orayopma to’sini bo’ylab joylashtirish lozim bo’ladi);
– aylanish o’qiga nisbatan massa og’irlik markazi siljigan bo’lsa, mexanizmning aylanadigan qismini dinamik balansirovka qilish (pishangi-muvozanatlashtirish) (bu dinamik kuchni to’la yoki qisman so’ndirish uchun aylanadigan qismiga qo’shimcha massa biriktirish orqali amalga oshiriladi); orayopmaga ta’sir qiladigan dinamik tuzuvchini kamaytirish yo’li bilan agregatning faol vibrizolyatsiyasi.
Yechimning ikkinchi variantini amalga oshirish uchun konstruksiya parametrlarini o’zgartirish bu parametrlarni xususiy tebranishlar chastotasiga ta’sirini hisobga olib va garmonik dinamik yuk ta’sirida tizimni rezonans chegarasidan chiqarish orqali olib boriladi. Konstruksiyalarning erkin tebranish chastotasiga ta’sir quyidagilar orqali ta’minlanadi:
– ularning konstruktiv sxemasini o’zgartirish, ya’ni (svyaz–bo’g’in) tugunlar kiritish, tayanch tugunlarining konstruktiv yechimlarini qayta ko’rib chiqish, qo’shimcha tayanchlar kiritilganda oraliq (uzunlik)ni qamaytirish bilan;
– elementlar ko’ndalang kesimining transformatsiyasi (o’zgarishi) hisobiga konstruksiya bikirligini o’zgartirish bilan;
– agregat ostiga baland supa (postament) o’rnatish bilan, u chastotani keragicha oshishi yoki kamayishiga bog’liq holda konstruksiya bilan kuchsiz bog’lanib, yirik, yengil va bikr orayopma bilan mustahkam biriktirib loyihalangan bo’lishi mumkin.
Vibratsiyani kamaytirish bo’yicha konstruktiv yechimlarni ishlab chiqishda konstruksiyaning erkin tebranish chastotasini kamayishi undagi statik yukdan sodir bo’lgan salqilik va kuchlanishning oshishiga olib kelishini hisobga olish lozim. Shu munosabat bilan qo’shimcha statik hisob qilish talab etiladi. Foydalanishdagi inshootlar holatini baholashda vibratsiya (rezonans)li sinovlardan keng foydalaniladi. Nazoratning sindirmaydigan bu usullari konstruksiya tebranishining birinchi fazoviy shakli uchun chastotani o’rnatish (5.5,a-g-rasm) va unga mos keluvchi tebranish dekrementini aniqlash imkonini beradi. Bu parametrlar konstruksiyalarning shikastlanish darajasi ko’rsatgichlari sifatida foydalaniladi. Ayniqsa, bu masala seysmik yuklar ta’sirida shikastlangan inshootlar uchun dolzarb.
Hozirgi davrda tebranishlar va to‘lqinlarning tushunchalari nihoyatda umumiy bo‘lib u fizika doirasidan chiqib sinergetika yoki nochiziqli jarayonlar uchun ham urinli ekanligi ko‘rsatib berildi. Shu maqsadda biz tebranishlar va to‘lqinlar to‘g‘risida batafsil to‘xtalamiz.
Tebranish-deb shunday jarayonga aytiladiki, bunda biror fizik kattalik ketma-ket bir xil vaqt oralig‘idan keyin bir xil qiymatni ko‘p marta qabul qiladi.
Agar sistema qandaydir yo‘l bilan muvozanat holatdan chiqarilgan bo‘lsa, sistemaga boshqa ta’sir ko‘rsatilmasa, unda erkin yoki xususiy deb ataluvchi tebranishlar ro‘y beradi. Masalan, bir zarba bilan muvozanat holatdan chiqarilgan ko‘prikning tebranishlari erkin tebranishlarga misol bo‘la oladi.
Eng oddiy va shu bilan birga juda muhim tebranishlarga garmonik tebranishlar kiradi. Chunki, ko‘p hollarda xilma-xil davriy jarayonlarni garmonik tebranishlar superpozitsiyasidan iborat deb qarash mumkin.
Garmonik tebranishlar deb sinuslar yoki kosinuslar qonunlari bo‘yicha ro‘y berayotgan tebranishlarga aytiladi, ya’ni X(t)-fizik kattalikning o‘zgarishi qo‘yidagicha formulalar bilan ifodalanadi:
X (t) = A sin ( t +?)
X (t) = Acos ( t +?) (1)
bu yerda, A- tebranishlar amplitudasi, - siklik (aylanma) chastota,

= 2 ? = 2 /T ; (2)

?-vaqt birligidagi tebranishlar soni, yoki chiziqli chastota deyiladi.T-tebranishlar davri.
? = 1/T (3)
( t + ?) - tebranishlar fazasi, ? -tebranishning boshlang‘ich fazasi, ya’ni t = 0 bo‘lgandagi faza. Faza vaqtning qaralgan momentida X-kattalikning nol qiymatidan chetlanganligini xarakterlaydi.
Garmonik tebranma xarakatda tezlik va tezlanish vaqt bo‘yiga hosila orqali aniqlanadi:
V_x = = Acos ( t+?) ; (4)

= - ² A sin ( t +?)= - ² X ; (5)

Hosil bo‘lgan ifoda

+ ² X = 0 ; (6)

garmonik tebranishning differensial tenglamasi bo‘ladi. Istalgan garmonik tebranishlar bunday tipdagi tenglama bilan ifodalanadi. Masalan, F=-KX prujinaning elastiklik kuchi ta’sirida tebranayotgan m-massali jism Nyutonnig ikkichi-qonuniga asosan, ko‘yidagi tenglama bilan ifodalanadi:
ma=-kx, yoki m =-kx;

; (7)
Bu ifoda garmonik tebranma xarakat qilayotgan fizik mayatnikning differensial tenglamasidir. K/m = _o², deb belgilasak,

+ _o² X=0 ; 8)

hosil qilamiz. _o -berilgan garmonik ossillyatorning xususiy chastotasi deyiladi.
Agar elastik muhitning (suyuq, kattiq, gazsimon) biror joyida zarralar tebranma harakatga keltirilsa, ular orasidagi mavjud bog‘lanishlar tufayli muhitda tebranish tarqala boshlaydi. Tebranishning fazoda tarqalish jarayoniga to‘lqin deyiladi. To‘lqin tarqalayotgan muhitning zarralari to‘lqin bilan birga ko‘chmasdan, faqatgina uz muvozanat xolatlari atrofida tebranma xarakat qiladi.
To‘lqinlar ko‘ndalang va bo‘ylama bo‘ladi. Bo‘ylama to‘lqinlarda muhitning zarralari to‘lqin tarqalish yo‘nalishi bo‘yicha tebranadi. Ko‘ndalang to‘lqinlarda muhit zarralari to‘lqin tarqalish yo‘nalishiga perpendikulyar yo‘nalishda tebranadi. Suyuqliklar va gazlarda faqat bo‘ylama to‘lqinlar bo‘ladi (lekin suyuqlik sirtida ko‘ndalang to‘lqinlar bo‘lishi mumkin). Qattiq jismlarda xam bo‘ylama, xam ko‘ndalang to‘lqinlar hosil bo‘ladi.
Bir xil fazada tebranayotgan bir-biriga yaqin joylashgan ikkita zarrachalar orasidagi masofa-to‘lqin uzunligi ( ) deyiladi, ya’ni to‘lqin uzunligi bir davr ichida to‘lqin tarqalgan masofadir.

; (9)
To‘lqin tezligi :

; (10)

Tovush to‘lqinlari.
Tovush to‘lqinlari yoki tovush deb har qanday muhitda tarqaluvchi chastotasi 16Gs-dan 20kGs-gacha bo‘lgan elastik to‘lqinlarga aytiladi.
Chastotasi 16Gs-dan kichik to‘lqinlar infratovush, 20kGs-dan katta to‘lqinlar ultra tovush deyiladi.
Har qanday real tovush oddiy garmonik tebranish bo‘lmay, balki ma’lum chastotalardan iborat garmonik tebranishlar tuplamidan iborat bo‘ladi. Bu narsa quyidagi Fure teoremasiga asoslangan:
? (t) -funksiya bilan aniqlanadigan, - chastota bilan vaqt buyicha davriy uzgarayotgan istalgan fizik jarayon, chastotalari diskret (uzlukli) ketma - ketlikni xosil qiluvchi cheksiz garmonik tebranishlarning superpozitsiyasidan iborat deb qaralishi mumkin.
? (t) = C_o + ;
Bunday Fure qatorining eng kichik chastotasi davriy jarayon chastotasi -ga teng. Bu chastota tovush toni deyiladi. Garmonik qatorning -ga karrali (ya’ni, n ,n-butun sonlar) qolgan chastotalari obertonlar deyiladi. Garmonik tashkil etuvchilarga to‘g‘ri keluvchi amplitudalar C_n -koeffitsientlar nol qiymatlarini ham qabul qilishi mumkin. Qaralayotgan tovushda mavjud bo‘lgan tebranishlar chastotalari tuplami akustik spektr deyiladi. Hamma musiqa asboblarining tovushlari chiziqli akustik spektrga ega. Obertonlarning nisbiy intensivligi tovushning tembrini, yoki uning rangini aniqlaydi. Tovush to‘lqinining chastotasi tovushning yuksakligini, tebranishlar amplitudasi tovush to‘lqinining kattikligini aniqlaydi. Havoda uy temperaturasida tovushning tarqalish tezligi: V=340 m/s. Temperatura oshishi bilan tovush tezligi absolyut temperaturadan olingan kvadrat ildiziga to‘g‘ri proporsional bo‘ladi. ;
Muhim narsa shuki, tovush to‘lqinlari bilan dispersiya hodisasi, ya’ni tovush tezliklarining chastotaga bog‘liqligi ro‘y bermaydi. Bu shuni ko‘rsatadiki, turli xil chastotali tovushlar bir xil tezlik bilan tarqaladi. Bu narsa insonning musiqani eshitishiga, kishining nutqini har xil masofalardan tembri o‘zgarmagan holda eshitish imkoniyatini beradi.