ЧТО МОЖЕТ ВИБРАЦИЯ?

ЧТО МОЖЕТ ВИБРАЦИЯ?

И. И. БЛЕХМАН

Настоящая книга — об огромных, еще далеко не ис­черпанных возможностях использования вибрации в тех­нике и технологии, а также о некоторых ее вредных про­явлениях.

Вибрационные машины и устройства позволили в по­следние годы революционизировать ряд производств, обес­печив получение значительного технико-окономического эффекта; еще большие успехи могут быть достигнуты в ближайшем будущем.

В основе как полезного применения вибрации, так и причин ее вредных воздействий лежат своеобразные, под­час парадоксальные явления, связанные с особенностями колебаний в нелинейных механических системах. Цель книги — способствовать активному пониманию физическо­го механизма этих явлений, изложить простой общий подход к их изучению, а также к расчету соответствую­щих процессов и устройств, рассмотреть уже достигну­тые успехи в промышленном использовании вибрации и указать па имеющиеся большие возможности.

Это будет звучать пеожиданпо, но можно сказать, что большинство возможностей эффективного использо­вания вибрации связано с тем, что вибрация «изменяет законы механики», в частности закон равенства действия и противодействия, закон сохранения энергии, положение о движении центра масс системы. Изменяются свойства и поведение систем: сухое трение переходит в вязкое, исчезает или меняет свое направление сила тяжести, устойчивые положения равновесия становятся неустойчи­выми, а неустойчивые — устойчивыми и т. п. Во избе­жание недоразумений сразу оговоримся: в сущности, речь идет вовсе не об изменении механических законов и след­ствий из них, а об их своеобразном проявлении. Эти из­менения имеют место лишь для наблюдателя, который смотрит па процесс как бы через особые очки, сквозь ко­торые видны «медленные» движения и «медлеппые» си­лы, по пе заметпы «быстрые» движения и «быстрые» силы. Такой наблюдатель (назовем его наблюдателем V, в отличие от обычного наблюдателя О), копечно, «не­объективен», однако его видение процессов, протекаю­щих под действием вибрации, совпадает с точкой зрения копструктора или технолога, для которых часто (хотя и но всегда) не имеют особого значения быстрые движепия, а важен лишь осредпеппый эффект, общая тенденция в поведении системы. Болео того, для создателей новых вибрациопных процессов и устройств принятие позиции указанного «необъективного» наблюдателя V представ­ляет удобный способ мышления — методический подход, позволяющий как бы «обойти», «отменить» препятствую­щие достижению цели законы механики и получить не­ожиданные полезные эффекты. (Отметим, что временное игнорирование в процессе изобретательской деятельности физических закопов — так называемая фантастическая аналогия, предложенная У. Гордопом,— оказалось весь­ма эффективным методическим приемом [91].)

В настоящей книге мы будем систематически стано­виться на точку зрепия наблюдателя V. Как будет по­казано, этот наблюдатель должен руководствоваться осо­бой механикой, в определеппом смысле аналогичной ме- хапике относительного движения: «не замечая» быстрых сил и быстрых движений, он должен добавить ко всем действующим на систему медленным силам некоторые до­полнительные медленные силы, вычисляемые по опреде­ленному правилу с использованием операции усреднения. Эти дополнительные силы, следуя П. JI. Капице, мы назы­ваем вибрационными силами. Именно появлением вибра­ционных сил наблюдатель V и объясняет перечислепныо выше парадоксальные эффекты. Такую механику — ме­ханику для наблюдателя V — представляется целесооб­разным называть вибрационной механикой. Выделение вибрационной механики как некоторого отдельного раз­дела, на наш взгляд, оправдано своеобразием того боль­шого круга примечательных эффектов, которые находят объяснение и описание в ее рамках. Сошлемся также па прецеденты: с одной стороны, термин «молекулярная ме­ханика» уже получил «права гражданства» как в зару - бежпой, так и в отечественной литературе [55], с другой стороны, возник термин «внбророологня» [G1, т. 2], кото­рый логично употреблять для обозначения соответствую­щего раздела вибрационной механики в том смысле, как опа была определена выше. Вместе с тем, несмотря на все эти доводы, словосочетание «впбрациопная механика» в подзаголовке книги заключено нами в кавычки — оно предлагается для обсуждения.

Достижения вибротехники, во многом опирающиеся на фундаментальные отечественные исследования в об­ласти теории нелинейных колебаний, отражены в ряде монографий и особенно выпукло — в шеститомном спра­вочнике «Вибрации в технике» [61], выпущенпом изда­тельством «Машиностроение» в 1978—1981 гг. Из попу­лярных изданий примечательны книги К. В. Фролова «Вибрация — друг или враг?» [222], И. Ф. Гончаревича «Вибрация — нестандартный путь» [75], а также Ф. М. Ди - ментберга и К. В. Фролова «Вибрация в технике и чело­век» (М.: Знание, 1987). Зарубежпая литература пред­ставлена книгой Гутмана [238], вышедшей, однако, еще в 1968 г.

Данная книга отличается от имеющихся как по за­мыслу и направленности, так и по стилю изложения. Ее нельзя отнести к числу популярных. Книга предполагает как бы три уровня заинтересованности читателя.

Первому уровню соответствуют рисунки, играющие в книге особую роль. Снабженные развернутыми поясне­ниями, они подобны отдельным плакатам, иллюстрирую­щим явлепне, процесс или устройство, и почти не зависят от текста. Занятый читатель может начать знакомство с книгой именно с рисунков, а затем решить, следует ли ему читать соответствующий раздел. Картины, видимые наблюдателем V — «главным героем» книга, и «обычным» наблюдателем О, сопровождаются на рисунках их изо­бражениями. В соответствии с ранее сказанным, наблю­датель V изображен в специальных очках; его мир более прост, чем мир наблюдателя О; последнее отразилось на внешности обоих наблюдателей. Также в интересах за­нятого читателя в конце книги приводится перечень явлений и эффектов, связанных с действием вибрации на нелинейные механические системы, в котором указа­ны номера страниц книги, где они рассматриваются.

Второму уровню заинтересованности соответствует ос­новной текст с минимальным количеством формул, кото­рый содержит описание изучаемых эффектов или явле­ний, их физическое объяснение на основе «вибрационпой механики» (т. е. с позиции наблюдателя V) и характе­ристику осповных технических приложений,

Наконец, третьему уровпю отвечает текст, набранный петитом,— это сведения по теории п расчету описанных процессов п устройств и краткие историко-библиографи­ческие справки, позволяющие при желании более глубоко познакомиться с соответствующим вопросом.

Автор счел, что жанр настоящей книги позволяет из­ложить в ней, в порядке обсуждения, некоторые еще не устоявшиеся взгляды и идеи. Естественно, что они могут вызвать замечания читателя; эти замечания будут встре­чены с благодарностью.

Достижениями вибротехники мы обязаны усилиям ряда выдающихся ученых и инженеров; со многими из них автора связывает многолетняя дружба и творческие контакты, их имена читатель найдет в историко-библио­графических справках и в списке литературы. Послед­ний, однако, несмотря на свою обширность, не претендует на полноту. Автор приносит свои извинения исследова­телям, чьи результаты по тем или иным причинам не удалось отразить в настоящей книге. Почти не затрону­та в ней и такая важная, но специфическая область, как использование колебаний ультразвукового диапазона ча­стот; весьма неполно рассмотрены способы возбуждения вибрации. С соответствующими вопросами можно позна­комиться по справочникам [61, 216].

Автор надеется, что книга окажется полезной для изобретателен, конструкторов и технологов как своеоб­разный путеводитель в мире вибрационной техники и как источник нестандартных решений в области их прак­тических интересов. Что касается теоретиков, то они, возможно, почерпнут из книги постановки ряда интерес­ных задач.

Строгим, но доброжелательным критиком автора при работе над рукописью был Я. Г. Пановко; ряд полезных замечаний сделал В. И. Бабицкий; К. С. Якимова помог­ла при оформлении рукописи. Всем им — глубокая благо­дарность.

И. И. Блехман

ЧТО МОЖЕТ ВИБРАЦИЯ?

Технические приложения обобщенного принципа автобалапсировки

13.2.1. Групповые фундаменты под неуравновешенные машины. В последние годы все большее распространение получают единые (групповые) фундаменты под несколь­ко однотипных неуравповешепных машин, которые жест­ко связаны с фупдаментом и приводятся от двигателей …

Об асинхронном подавлении и возбуждении автоколебаний

В пастоящем разделе нельзя пе сказать о двух важных цели­ной них явлениях — явлении асинхронного подавления и асин­хронного возбуждения автоколебаний [4, 136]. В первом случае автоколебательная система определенного ви­да, генерирующая …

ВИБРАЦИЯ РАСШАТЫВАЕТ КОНСТРУКЦИИ II ВЫЗЫВАЕТ НЕПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫЕ ЭНЕРГОЗАТРАТЫ

В машинах часто встречаются разъемные соединения деталей, относительная неподвижность которых обеспечи­вается в расчете на силы сухого трения. К их числу отно­сятся разнообразные резьбовые соединения, соединения, обеспечиваемые посадками с натягом, и …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.