Как уже было упомянуто выше, в этом случае рассеивание энергии происходит в результате сопротивления текучей-вязкой среды движению тела. Величина рассеиваемой энергии зависит от многих факторов, таких как размеры и форма колеблющегося тела, вязкость жидкости, частота колебаний и скорость колеблющегося тела. При вязком демпфировании сила сопротивления среды пропорциональна скорости колеблющегося тела.
Силу вязкого демпфирования можно выразить равенством:
(1)
где с – константа пропорциональности, – скорость массы, показанной на рисунке 1.
Рисунок 1 Вынужденные демпированные колебания системы с одной степенью свободы
Рис. 1.
Для свободных колебаний системы «пружина – демпфер – масса» уравнение движения принимает вид:
(2)
В предположении что решение имеет экспоненциальный вид переходим от дифференциального уравнения к характеристическому:
, (3)
решение которого представлено в следующем виде:
(4)
где A и B – постоянные зависящие от начальных параметров движения.
Критическое демпфирование определяется значением с, при котором квадратный корень в () равен нулю:
, (5)
Для описания диссипативных свойств линейной колебательной системы с одной степенью
свободы используется также относительный коэффициент демпфирования , равный отношению коэффициента демпфирования к его критическому значению
(6)
В зависимости от значения степени демпфирования (относительный коэффициент) возможны три характера движения массы:
колебательное, при
неколебательное, при
апериодическое монотонное движение при критическом демпфировании – при и
Наиболее общая форма вязкого демпфирования описывается релеевским демпфированием, представленным в виде:
(7)
Достарыңызбен бөлісу: |