Техника - молодёжи 1940-08-09, страница 46

WW^—

T ST ЭТ

Графическое изображение гармонических колебаний (по горизонтальной оси отложено время, по вертикальной —- отклонения от положения равновесия), Т ~ период колебаний, а — амплитуда. Кривая имеет вид простой синусоиды.

амплитуде вынужденных колебаний. Эта амплитуда существенным образом» зависит от того, насколько близко совпадает период собственных колебаний системы и период колебаний, вызванных внешней силой. В случае полного или близкого совпадения этих периодов амплитуда вынужденных колебаний может достигнуть весьма большого размера даже под действием малой возбуждающей силы. Это явление носит название резонанса и играет очень важную роль при рассмотрении всех вопросов, связанных с механическими колебаниями.

Какие практические последствия дает иногда явление резонанса, видно из следующего случая. Лет сорок тому назад произошла катастрофа на Египетском мосту через реку Фонтанку в Петербурге. По мосту, подвешенному на цепях, следовал эскадрон конных гренадер. Лошади шли в ногу, отбивая такт, который случайно оказался в резонансе с собственными вертикальными колебаниями моста. Все строение моста раскачалось вследствие этого так сильно, что цепи лопнули, и мост обрушился в воду. При этой катастрофе погибло несколько десятков человек.

В истории известно еще несколько подобных случаев, когда крупные мосты разрушались от прохождения небольших воинских отрядов, шагавших в ногу. Вот почему в армиях всех стран при подходе воинской части к мюсту обязательно

подается команда «вольно», чтобы сбить шаг.

Приведу еще пример опасного влияния резонанса Гребные валы на кораблях могут совершать собственные крутильные колебания с определенным периодом. Если частота колебаний машины совпадет с периодом» этих крутильных колебаний вала, то в нем неизбежно возникнут вследствие резонанса весьма интенсивные вынужденные колебания Они вызывают большое пере

напряжение металла, которое нередко приводит к поломке вала.

Именно по этой причине в 1890 г. произошла «неожиданная» поломка

Схема устройства вибрографа. Массивный груз М укреплен на конце рычага ОМ, который может вращаться вокруг точки опоры О. Вес груза уравновешивается натяжением пружины АВ. Колебания груза записываются пером на вращающемся барабане R, который приводится в движение часовым механизмом К. а—демпфер, служащий для гашения собственных колебаний инструмента.

Проникшая в пробоину вода затопила машинное отделение. Пароход с тысячей пассажиров четверо суток беспомощно скитался по океану, пока не был взят на буксир случайно встретившимся судном.

Явлением резонанса объясняются и многочисленные случаи аварий в иностранных воздушных флотах, о которых до нас доходят сведения. Если мотор самолета работает в такт с собственными колебаниями крыльев или хвостового оперения, могут возникнуть столь интенсивные резонансные колебания последних, что машина просто рассыпается в воздухе.

Можно ли избежать явления резонанса или хотя бы ослабить его до безопасной степени? Безусловно можно. Для этого в колебательную систему нужно ввести какие-нибудь силы сопротивления движению. Практически это осуществляется при помощи особых приспособлений, называемых гасителями колебаний или демпферами. Действие гасителей основано на трении — воздушном, жидком или магнитном. Правильно подобранные демпферы делают колебательную систему апериодической. Будучи выведена из состояния равновесия, она плавно возвращается к прежнему положе-

М

^1о * 5 р-щпг

ЖЖ

.X____„._

...... 1,

гребного вала на громадном океанском пароходе «Город Париж», шедшем из Англии в Америку. Трехцилиндровая машина мощностью в 9 тыс. лошадиных сил разлетелась при этом вдребезги. Осколками была повреждена вторая машина и i пробито днище судна.

Портативный виброграф, удобный для изучения вибраций , небольших деталей машины или станка. Действие прибора основано на явлении электромагнитной индукции.

нию, не совершая колебаний около него. Такого рода апериодическая система совершенно не подвержена резонансу. В системах же, близких к апериодичности, явление резонанса оказывается в значительной мере ослабленным.

Отсюда ясно, как важно для конструктора умение заранее вычислить периоды собственных колебаний отдельных частей машины, если он хочет сделать ее не подверженной резонансу. Но для решения этой сложной задачи надо получить в руки простой способ точно измерять вибрации машин, мостов и других сооружений, находящихся в экс-плоатации.

Сейсмологический институт Академии наук СССР сконструировал серию тонких приборов, которые улавливают малейшие механические колебания и записывают их на бумагу.

Принцип устройства этих приборов заключается в следующем. Массивный груз укреплен на конце

Если колебания происходят в среде, оказывающей сопротивление движению, то они постепенно затухают. Период колебаний остается постоянным, но амплитуда их убывает.

44