ні ударної навантаженням до упору, і захист виявиться неефективною. У системах протиударною віброізоляції використовуються віброізолятори з нелінійними силовими характеристиками.
3. Підвищення жорсткості конструкцій
радіоелемент надійність ударостійкий демпфер
Припустимо, що за допомогою чисельних експериментів перевіряється дію на конструкцію низькочастотної вібрації. Діапазон частот джерела вібрації fн ... fв охоплює частоти до 200 ... 300 Гц, і більш високочастотних впливів на конструкцію немає. Припустимо далі, що нижня резонансна частота конструкції f1 потрапляє в інтервал fн lt; f1 lt; fв . Отже, неминуче виникнення резонансу на частоті f1 , що і викликає відмови або збої. У цьому випадку можна спробувати підвищити нижню резонансну частоту конструкції так, щоб виконувалася умова f1 gt; fв . Тоді резонансів в діапазоні fн ... fв не буде. Підвищити резонансні частоти конструкції можна двома шляхами: або зменшити маси деталей, або збільшити жорсткість пружних ланок несучих конструкцій.
Формула для резонансної частоти блоку на амортизаторах
(1)
показує, що для підвищення резонансної частоти вдвічі необхідно зменшити масу або збільшити жорсткість в 4 рази. Ця залежність справедлива тільки для пружинного маятника. Але її можна використовувати для якісних оцінок і більш складних конструкцій.
Зменшення маси деталей завжди доцільно, і всяку таку можливість необхідно використовувати. Але навряд чи вдається зменшити масу всіх деталей в такій мірі.
Інша справа - жорсткість конструкції. Тут можливості ширші. Розглянемо формулу
(2),
де h z - товщина пластини.
Слід звернути увагу на те, що у формулі (2) відображена залежність (1). Дійсно, якщо вважати, що жорсткість пластини пропорційна модулю Юнга Е , а маса пропорційна щільності матеріалу ? , то залежність (1) виконується з точністю до деякого постійного множника. Те ж саме можна сказати про будь-яку конструкцію; наприклад, збільшення модуля Юнга усіх деталей конструкції в 4 рази призводить до збільшення будь резонансної частоти в 2 рази. Але жорсткість конструкції залежить не тільки від модуля Юнга матеріалів, але й від розмірів і конфігурації деталей.
Таким чином, можна підвищити нижню резонансну частоту за рахунок збільшення товщини пластини. Негативний ефект від такого збільшення товщини пластини - збільшення витрати матеріалів і маси виробу.
Ще більший ефект дає зменшення розмірів плати і збільшення жорсткості кріплення. Однак і тут є негативний ефект - зменшення корисної площі для розміщення навісних елементів. Тому у конструктора найчастіше є один шлях підвищення нижньої резонансної частоти - застосування більш жорсткого кріплення.
Випадки шарнірного закріплення по контуру і жорсткого закріплення по контуру можна вважати граничними випадками: шарнірне - самим м'яким, а жорстке - самим жорстким кріпленням. Між ними лежать кріплення за допомогою різного числа гвинтів або болтів, розташованих по контуру (рис. 1).
Якщо збільшення жорсткості кріплення по контуру дає недостатній ефект, то використовують різні види додаткового кріплення за площею пластини. І тут можливості досить широкі. Залежно від форми несучих конструкцій застосовують додаткове кріплення гвинтами в різних точках поблизу центру (рис.2).
Для збільшення жорсткості використовують також додаткову арматуру (рис. 3). У межі якщо вважати арматуру в порівнянні з пластиною абсолютно жорсткою, то фактично замість однієї пластини потрібно розглядати чотирьох пластини менших розмірів. Цей захід підвищує резонансні частоти в 4 рази. Фактично ребра жорсткості та арматура мають кінцеву жорсткість, і ефект від їх застосування знижується. Подальше підвищення жорсткості пластинчастих конструкцій за рахунок додаткових ребер, арматури та інших додаткових деталей не завжди дає позитивний результат.
Вважається, що якщо нижня резонансна частота конструкції вдвічі перевищує верхню частоту зовнішніх впливів, f1 gt; 2fв , то це є достатньою гарантією від виникнення в конструкції резонансних явищ.
Якщо небезпека виникнення резонансних явищ залишається, то підвищення жорсткості конструкції може призвести до негативних результатів і потрібно подбати не про підвищення жорсткості, а про підвищення міцності конструкції.
4. Захист конструкцій за допомогою амортизаторів і демпферів
Якщо розглядати блок як жорстке недеформіруемое тіло, то при у...
