• Nie Znaleziono Wyników

Wykład 4 Mechanika Stosowana

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "Wykład 4 Mechanika Stosowana"

Copied!
32
0
0

Pełen tekst

(1)
(2)

często:

Oddziaływania sprężyste, np. sprężyna

Opory ruchu liniowego, np. śruby napędowej

Siła wymuszeniowa statyczna wraz z zaburzeniami harmonicznymi Tłumienie: F=cdx/dt m c k x F (t)D Sztywność: F=kx

(3)

Główne uproszczenia:

• niezmienność macierzy

charakterystycznych (M, C, K)

• tłumienie drgań uzależnione

tylko od prędkości drgań

Harmoniczne wymuszenie FD(t)=sin(wt) powoduje harmoniczną odpowiedź x(t)=x0sin(wt)

m

c

k

x

F (t)

D

(4)

m

c k

x

F (t)D

Częstotliwość drgań jest odwrotnością okresu drgań:

Częstość drgań: 22 46 Okres drgań A m p lit u d a 12 faza

(5)
(6)
(7)
(8)
(9)

0 32 wt M 60 T A -A • Amplituda przemieszczeń • Amplituda prędkości • Amplituda przyśpieszeń

Wektory amplitudy przemieszczeń, prędkości i przyśpieszeń są przesunięte względem siebie o 90

(10)

Drgania harmoniczne (sinusoidalne) – szczególny przypadek drgań okresowych

Każde drgania okresowe

można określić poprzez złożenie n drgań harmonicznych

(składowych harmonicznych o różnych amplitudach, okresach i fazach drgań)

-> analiza Fouriera 22 46 Okres drgań A m p lit u d a 12 faza

(11)
(12)
(13)
(14)

Drgania a przemieszczenia i hałasy na statkach

1 2 5 10 20 50 100

Frequency [Hz]

Drgania globalne kadłuba Drgania lokalne pokładów

Struktury nad śrubą napędową Nadbudówka i pawęż

Duże pokłady

Konstrukcje masztów Silniki dwusuwowe

Układ przeniesienia mocy Silniki i urządzenia elastycznie posadowione Silniki średnioobrotowe Fundamenty silników Noise Motions Vibrations

(15)

Wpływ drgań na wytrzymałość zmęczeniową konstrukcji

Zalecenia GL dla statków:

< 5 Hz amplituda przemieszczeń < 1 mm > 5 Hz amplituda prędkości < 30 mm/s

Uszkodzenie zmęczeniowe jest możliwe po dwukrotnym przekroczeniu powyższych limitów

Krzywa S-N (Wöhler) dla stali Rzeczywistość

bardziej złożona od możliwej do wyznaczenia teorii

(16)

Wpływ drgań na ludzkie samopoczucie

Częstotliwości drgań ludzkich organów

Mózg: 4.5-9 Hz ogólny dyskomfort, mdłości Głowa: 13-20 Hz trudności z mówieniem Klatka piersiowa: 4-8 Hz bóle, trudności z oddychaniem Jelita: 10.5-16 Hz biegunka Pęcherz: 10-18 Hz częstomocz Brzuch: 4.5-10 Hz bóle brzucha nogi: 13-20 Hz wzrost napięcia mięśniowego Plecy: 8-12 Hz bóle

(17)

Drgania dopuszczalne wg ISO 6954

drgania niedopuszczalne

dopuszczalne

(18)

Normy dla silników: ISO 7919 oraz ISO 10816

Limity dla silników i podwieszonych urządzeń:

0.71 mm amplituda przemieszczenia 14 mm/s prędkość drgań

0.7g przyśpieszenie

Maszynka sterowa, ster strumieniowy

2x prędkość drgań 4x przyśpieszenie

Towarzystwa klasyfikacyjne próbują włączać normy ISO

(19)

Drgania własne

Co się dzieje gdy nie ma siły wymuszającej? Gdy ruch był to:

Co się stanie gdy nie ma tłumienia?

(20)

Drgania własne

(bez sił wymuszających oraz bez tłumienia)

Równanie drgań własnych o jednym stopniu swobody:

(21)

Drgania własne

(bez sił wymuszających oraz bez tłumienia)

Rozwiązanie równania drgań własnych o jednym stopniu swobody

to postać drgań:

(22)

f1=1.20 Hz f2=2.26 Hz f3=2.30 Hz f4=3.44 Hz f5=4.70 Hz f6=5.94 Hz f7=6.32 Hz f8=6.72 Hz

(23)

Całka ogólna to drgania własne (drgania przejściowe),

natomiast całka szczególna to drgania wymuszone (drgania ustalone)

m

c k

x

F (t)D

Jest to niejednorodne równanie różniczkowe

drugiego rzędu (całka jest równa sumie całki

ogólnej równania jednorodnego i całki

(24)

Dynamiczny współczynnik powiększenia drgań:

jeżeli =1

(25)

Rezonans drgań! odkształcenie statyczne Układ podrezonansowy Układ nadrezonansowy

(26)
(27)

Źródła wymuszeń drgań okrętowych

Główne wymuszenia to

śruba nap. silniki fale morskie

Dodatkowo:

• sloshing • slamming

• zmienny moment obrotowy silników • i innych urządzeń pomocniczych • urządzenia kotwiczne

(28)

Obroty układu napędowego

oraz liczba skrzydeł śruby i liczba cylindrów silnika wyznaczają częstotliwość wymuszeń drgań

Częstotliwość wymuszeń dla śruby napędowej:

rpm * liczba skrzydeł* 1,2,3,…

Przykład:

120 rpm (=2 Hz) 4 skrzydła

8 Hz, 16 Hz, 24 Hz, … wymuszenia

Dobór liczby skrzydeł oraz liczby cylindrów może być b. istotny (unikanie rezonansów konstrukcji okrętowych)

(29)

“Rząd wymuszeń” jest ważny

rząd = obroty układu napędowego częstotliwość wymuszająca

Dwusuwowe silniki z N cylindrami: 1, 2, …, N-ty rząd Czterosuwowe mają również rzędy połówkowe

Częstotliwości drgań własnych kadłuba zależą od stanu ładunkowego, ale należy unikać rezonansów w typowych

(30)
(31)
(32)

Cytaty

Powiązane dokumenty

Śruba o gw incie Jednozw ojnym.. w n apędach ślim aczych) dla uzyskania lepsze¿o efektu pracy, czyli w iększej spraw ności, posiadają niekiedy po kilka zw ojów

Sprzęg holowniczy przyczepy, automatyczny z regulacją wysokości dla kozła łożyskowego Sprzęg holowniczy przyczepy, głowica kulowa K50, z regulacją wysokości dla kozła

Inwentaryzację przeprowadza się na ostatni dzień każdego roku obrotowego, z tym, że termin ten uważa się za dochowany, jeżeli inwentaryzacja zostanie przeprowadzona raz w ciągu

Obwód sterowniczy z przodu elektryczny, proporcjonalny, szeregowy przez joystick w tym podwójna nasadka Chłodnica oleju hydraulicznego. Pozycja pływająca dla

Przyłącze hydrauliczne z tyłu (30 lub 51 l/min), o podwójnym działaniu, proporcjonalnie (2 sprzęgi) przez zawór przełączający. Przyłącze hydrauliczne z tyłu (30 lub 51 l/min),

Gniazdo 13-polowe z przodu do podwójnej funkcji (Obsługa: za pomocą 2 przycisków na joysticku; jedna funkcja zatrzaskowa, druga funkcja blokady). Gniazdo 13-polowe z przodu do

Oświetlenie zgodne z niemieckimi przepisami o ruchu drogowym (StVZO) Oświetlenie LED zgodne z niemieckimi przepisami o ruchu drogowym (StVZO) Reflektory robocze LED (1000 lm) na

[r]