Сварные конструкции. Расчет и проектирование
ВЛИЯНИЕ НА УСТАЛОСТНУЮ ПРОЧНОСТЬ ОБЕРТОНОВ
В процессе вибраций металлических конструкций резко выделяется самый низкий основной тон. Он сопровождается образованием наименьших амплитуд деформаций и напряжении. По основному тону разработчики проектов определяют частоту колебаний, вычисляют допускаемое напряжение при циклических нагружениях. Как правило, тон сопровождается дополнительными тонами — обертонами, имеющими большую частоту и значительно меньшие амплитуды. Обертоны часто проявляются в форме дребезжаний.
Как показали исследования последних лет, наличие обертонов оказывает заметное отрицательное влияние на несущую способность конструкций. Ниже приводятся отношения типовых частот и амплитуд обертона к основному тону в некоторых видах объектов (табл. 5.5).
Напряжения, вызываемые обертонами, достигают 50% от напряжений основного тона.
За рубежом в настоящее время нередко изучают сопротивляемость воздействиям на конструкцию перемен
ных нагрузок непосредственно на самих объектах в условиях реальных загружений.
|
|
Последние подвергаются нагружениям, не строго ритмичным и однородным, как это имеет место при испытаниях образцов на машинах в лабораторных условиях, а при
|
|
|
|
|
і |
|
|
|
Рис. 5.11. Примеры диаграмм колебаний конструкций |
сложных формах нагружений, которые вызывают групповые колебания.
На рис. 5.11, а приведен пример диаграммы колебаний напряжений, измеренных в задней оси автомобиля; на рис. 5.11,6 — диаграмма колебаний давления в камере реактора; на рис. 5.11, в — диаграмма изгибающих моментов в кузове автомашины; на рнс. 5.11, г — диаграмма крутящих моментов в прокатной машине; на рис. 5.11, д — диаграмма колебаний напряжений, измеренных в колесе
|
Отношения типовых частот н амплитуд обертона к основному тону для разных объектов
|
|
(Ті, а*—напряжения основного тона и обертона соответственно; Ки Kt—частота колебаний основного тона и обертона. |
автомашины; на рис. 5.11, е—диаграмма давлений в трубопроводе; на рис. 5.11, ж—диаграмма колебаний в центре тяжести крыла.
Сопоставление диаграмм, снятых при испытаниях конструкций различных типов, приводит к следующим обобщениям.
Характер диаграмм колебаний в ряде случаев беспорядочный, отсутствует строгая периодичность, которую мы наблюдаем при испытании лабораторных образцов и у некоторых строго циклично работающих машин.
Соотношение менаду основным тоном и обертонами, которые появляются в групповых колебаниях при значительных амплитудах, могут быть как более или менее постоянными, так и непрерывно изменяющимися во времени.
Совокупность обертонов способна оказывать в разных случаях трудно предсказуемый эффект.
