ЧТО МОЖЕТ ВИБРАЦИЯ?

Колебательные процессы в природе и технике

Колебательные процессы характерны для всей живой н неживой природы от клетки до сообществ организмов и от атома до галактик. Они играют заметную роль и в нервно психической жизни человека и даже в сфере со­циальных явлений. Несомненна поэтому и мировоззрен­ческая роль науки о колебаниях. Можно было бы приве­сти много ярких высказываний по этому поводу, принад­лежащих как мыслителям прошлого, так и нашим совре­менникам [5, 143, 222, 239].

Между тем, как это ни парадоксально, до сих пор отсутствует общее понимание причин, по которым при­рода часто «предпочитает» колебания монотонному тече­нию процессов. Можно лишь догадываться, что колеба­тельные процессы характеризуются определенной опти­мальностью. Однако в вибрационных процессах и устрой­ствах, о которых пойдет речь в этой книге, такая оптимальность (или по крайней мере целесообразность), как правило, легко усматривается. Так, эффективность использования вибрации в обогащении полезных иско­паемых часто связана с тем, что при вибрации силы типа сухого тренпя, препятствующие разделительным процес­сам под действием слабых факторов (например, разности в плотности частиц), как бы превращаются в силы вяз­кого трения, при которых такие факторы могут прояв­ляться.

Показать и объяснить высокую эффективность вибра­ционных процессов и устройств — одна из главных задач настоящей книги[1]).

Вибрационная техника в пастоящее время производит (а отчасти уже произвела) подлинную технологическую революцию в ряде областей промышленности. Так, сей­час трудно себе представить без вибрационных машин предприятия по обогащению полезных ископаемых, по производству строительных материалов и конструкций, по переработке зерна.

Несмотря на то что все физические колебательные системы не - линейпы, ряд прикладных задач теории механических колебаний может быть успыипо рассмотрен в линейной постановке, т. е. без учета нелипейпых факторов.

Действие внешней вибрации па линейные системы в принци­пиальном плане исчерпывающим образом изучено; главпые ка­чественные закономерности группируются здесь вокруг явления резонапса. Однако даже эти относительно простые закономерно­сти в вибрационной техпике (в отличие от электро - и радиотех­ники) используются еще далеко не полпостью. Что же говорить о нелинейных колебаниях, которые характеризуются исключитель­ным качественным разнообразием и при исследовании которых до сих пор обнаруживаются все повые замечательные эффекты? Так, совсем недавно, с одпой сторопы, была осозпапа возможность весьма сложного, хаотического поведения относительно про­стых нелинейных систем всего лишь с полутора степенями сво­боды [68, 136], а с другой — возможность согласованного (енп - хроппого, когерентного) поведения сложных систем с очень боль­шим числом степеней свободы [35, 42].

Важпая особенность пелипенпых систем состоит в том, что пх колебапия не обязатольпо должны «приходить извне». Они могут возникать и устойчиво поддерживаться в самой колебательной системе. Речь идет об автоколебаниях, в изучении которых (как и нелинейных колебаний вообще) отсчествсппая научная школа сыграла выдающуюся роль.