Постановка задачи механики деформируемых тел (в том числе и их динамики) – это основной этап моделирования исследуемого процесса. На данном этапе выдвигаются гипотезы, на которых в дальнейшем строится математическая модель. В большинстве случаем задачи сводятся к консервативным системам с идеально упругими характеристиками материала системы. Такие модели описывают системы, работающие без потерь энергии, и охватывают малую область реальных процессов механики конструкций. Более сложные явления по различным причинам происходят с утратой механической энергии – её диссипацией, или передачей энергии через трение от одного элемента конструкции к другому. В следствие этого гипотезы о консервативности системы или идеальной упругости материала не приемлемы. На основании дополнительных исследований в зависимости от внешней среды, типа конструкции, материала и условий нагружения вводятся дополнительные гипотезы, и математическая модель существенно усложняется.
Демпфирующие усилия, связанные с диссипацией, зависят от множества факторов: перемещений, скоростей, напряжений и др. По этой причине точное описание явления диссипации является чрезвычайно сложной задачей. В дополнение ситуация осложняется тем, что большинство механизмов трения в колебательных системах являются нелинейными и не могут быть сведены ни к линейному вязкому демпфированию, ни к линейному гистерезисному демпфированию. Тем не менее, идеализированные модели демпфирования позволяют получить математические зависимости удовлетворительно описывающие реальные явления.
Виды моделей диссипации
Причины, как и способы демпфирования, приводящие к диссипации энергии в системах, условно можно разбить на три группы.
Первый тип демпфирования представляет собой взаимодействие системы со внешней средой в результате чего динамическая энергия системы переходит во внутреннюю энергию среды – «внешнее» вязкое демпфирование. Диссипация энергии в результате трения объектов носит название фрикционного демпфирования. И наконец, большинству материалов свойственно гистерезисное демпфирование, приводящее к запаздыванию отклика системы на возбуждающее циклическое воздействие.
Достарыңызбен бөлісу: |