Fizicki koncept vibracija

  • View
    77

  • Download
    26

Embed Size (px)

Transcript

Fiziki parametri radne i ivotne sredine Prof. dr Dragan Cvetkovi

FIZIKI KONCEPT VIBRACIJAFiziki koncept vibracija Fizi

UVOD U VIBRACIJE

Fiziki parametri radne i ivotne sredine Prof. dr Dragan Cvetkovi

Definicije ta su vibracije Mehaniki parametri Sistemi masa-opruga

Fiziki koncept vibracija Fizi

Vibracije i oscilacije

Fiziki parametri radne i ivotne sredine Prof. dr Dragan Cvetkovi

Vibracije Vibracije su oscilatorna kretanja mehanikih sistema, kod kojih su pomeranja taaka sistema mala u poreenju sa dimenzijama sistema, a perod oscilovanja znatno manji od vremena u kome se kretanje posmatra.

Fiziki koncept vibracija Fizi

Vibracije i oscilacije Oscilacije

Fiziki parametri radne i ivotne sredine Prof. dr Dragan Cvetkovi

Pod pojmom oscilacija podrazumeva se bilo koji periodian dinamiki proces, odnosno periodina promena nekog parametra sistema ili veliine u toku vremena Ocilacije cena. Ocilacije kursa. Ocilacije matematikog klatna. Ocilacije estica elastine sredine. Ocilacije vodostaja reka. Ocilacije amplitude npr. zvunog pritiska.Fiziki koncept vibracija Fizi

VIBRACIJE U SVAKODNEVNOM IVOTU

Fiziki parametri radne i ivotne sredine Prof. dr Dragan Cvetkovi

Terminologija koja prati fenomen vibracija obraena je meunarodnim standardom ISO 2041 i nacionalnim standardom JUS Z. PO. 001-005.

Mehaniki sistem (mechanical system) je sistem definisanog oblika krutosti, elastinosti i priguenja. Spektar (spectrum), je opis neke veliine u domenu uestanosti. Po nekad se isti termin koristi ya prikay neke funkcije u domenu reciprone vrednosti uestanosti tj. Periode vibracija Temelj (foundation), je struktura koja slui kao oslonac mehanikom sistemu.Fiziki koncept vibracija Fizi

Fiziki parametri radne i ivotne sredine Prof. dr Dragan Cvetkovi

KORISNE VIBRACIJE Vibracioni kompaktori nabijai betona Runi vibracioni alati Ultrazvune kade Mehaniki ekii Vibracione platforme Vibro test ureaji

Fiziki koncept vibracija Fizi

Izvori vibracija

Fiziki parametri radne i ivotne sredine Prof. dr Dragan Cvetkovi

Pod uticajem poremeajne prinudne sile koja moe biti determinisana ili sluajna nastaju vibracije koje podrazumevaju oscilatorno kretanje krutog tela u odnosu na njegov ravnoteni poloaj. Sve maine koje imaju pokretne elemente koji generiu sile za vreme normalnog rada mogu da dovedu do pojave vibracija. Promene kod maina koje nastaju usled habanja delova, promena u radnom okruenju ili radnom optereenju dovode do promene poremeajne sile odnosno vibracija. Vibracije se ne pojavljuju same od sebe uvek postoji uzrok generisanja vibracija.

Fiziki koncept vibracija Fizi

Izvori vibracija

Fiziki parametri radne i ivotne sredine Prof. dr Dragan Cvetkovi

Rezonansa Nesaosnost Mehanika labavost Pogonski kai

Hidrauline i aerodinamike sile

Debalans Klizni leajevi Elektrini problemi Kotrljani leajevi ZupaniciFiziki koncept vibracija Fizi

Izvori vibracija

Fiziki parametri radne i ivotne sredine Prof. dr Dragan Cvetkovi

Sistem usled dejstva sila moe da vibrira ukoliko postoje uslovi za konvertovanje energije iz jednog u drugi oblik. Kod mehanikog sistema re je konvertovanju kinetike energije kretanja u energiju koja se skladiti u opruzi, i obrnuto. Animacija prikazuje krutu masu vezanu preko opruge bez mase na vrsti oslonac. Ukupna energija sistema je ista konvertuje se kinetika energija mase (crveno) u energiju opruge (crno) i obrnuto.

Fiziki koncept vibracija Fizi

Izvori vibracija (+)

Fiziki parametri radne i ivotne sredine Prof. dr Dragan Cvetkovi

Poremeajna sila

Odziv sistema (pokretljivost)

Vibracije

Sila uzrokovana: debalansom udarom trenjem zvukom

Parametri sistema: Parametri masa vibracija: krutost ubrzanje priguenje brzina pomeraj

Sistem e reagovati na ulaznu (poremeajnu) silu odreenim kretanjem, zavisno od parametra koji se naziva pokretljivost sistema. Poznavanje sile i pokretljivosti sistema omoguava izraunavanje vibracija.Fiziki koncept vibracija Fizi

Nastajanje vibracija

Fiziki parametri radne i ivotne sredine Prof. dr Dragan Cvetkovi

Osnovne komponente mehanikog sistema su masa, opruga i priguiva. Masa m krutog tela koji osciluje izraava se u kg. Opruga se karakterie krutou k [N/m]. Krutost se definie kao statika sila koja je potreba da c k dovede do jedininog pomerenja opruge. Priguiva se moe zamisliti kao posuda sa viskoznom tenou u kojoj se kree masa koja vibrira. Priguiva se karakterie konstantom priguenja c [Nm/s] koja se definie kao sila priguenja po jedinici brzine.Fiziki koncept vibracija Fizi

m

Nastajanje vibracija (+)

Fiziki parametri radne i ivotne sredine Prof. dr Dragan Cvetkovi

Delovanje silom na komponente sistema rezultira: ugibanjem opruge - pomeranje Promenom brzine u priguivau promenom ubrzanja masePomeraj Brzina Ubrzanje

Fiziki koncept vibracija Fizi

Nastajanje vibracija (+)

Fiziki parametri radne i ivotne sredine Prof. dr Dragan Cvetkovi

Sile koje se javljaju pri oscilovanju mase mehanikog sitema: elastina sila opruge je proporcionalna pomeraju tela sila priguenja je proporcionalna brzini kretanja tela inercijalna sila je proporcionalna ubrzanju

Fiziki koncept vibracija Fizi

Nastajanje vibracija (+)

Fiziki parametri radne i ivotne sredine Prof. dr Dragan Cvetkovi

Kada se sistem izvede iz ravnotee (sabije se opruga) elastina sila tei da telo vrati u prvobitni poloaj. Kada se to desi, pod dejstvom inercije tela (inercione sile) telo nastavlja da se kree do trenutka kada je opruga maksimalno rastegnuta i kad elastina sila poinje ponovo da deluje ali u suprotnom pravcu.

Fiziki koncept vibracija Fizi

Nastajanje vibracija (+)Pomeraj Pomeraj

Fiziki parametri radne i ivotne sredine Prof. dr Dragan Cvetkovi

Sopstvena frekvencija

Proces se ponavlja to dovodi do ocilatornog kretanja tela na sopstvenoj frekvenciji sistema koja zavisi od osobina sistema - mase krutog tela i krutosti opruge.Fiziki koncept vibracija Fizi

Nastajanje vibracija (+)Pomeraj

Fiziki parametri radne i ivotne sredine Prof. dr Dragan Cvetkovi Pomeraj

Sopstvena frekvencija

Period oscilovanja predstavlja vreme koje je potrebno da sistem izvri jednu punu oscilaciju. Frekvencija oscilovanja predstavlja broj izvrenih oscilacija u jedinici vremena.Fiziki koncept vibracija Fizi

Nastajanje vibracija (+)Pomeraj

Fiziki parametri radne i ivotne sredine Prof. dr Dragan Cvetkovi Pomeraj

Sopstvena frekvencija

Elongacija (pomeraj) predstavlja rastojanje materijalne take ili tele od ravnotenog poloaja. Amplituda predstavlja prostoperiodinog kretanja. maksimalni pomeraj kod

Fiziki koncept vibracija Fizi

Nastajanje vibracija (+)

Fiziki parametri radne i ivotne sredine Prof. dr Dragan Cvetkovi

Kada sistem masa-opruga osciluje energija sistema je ista ali u toku oscilovanja menja oblik iz kinetike, kao posledicu kretanja tela, u potencijalnu, kao posledicu sabijanja i rastezanja opruge, i obrnuto. Kinetika energija je maksimalna u ravnotenom poloaju potencijalna je nula. Na maksimalnom rastojanju od ravnotenog poloaja potencijalna energija je maksimalna a kinetika je jednaka nuli.Fiziki koncept vibracija Fizi

Nastajanje vibracija (+)

Fiziki parametri radne i ivotne sredine Prof. dr Dragan Cvetkovi

Uz zavisnosti od toga ta dovodi do vibracija postoje dve opte klase vibracija: Slobodne vibracije Prinudne vibracije Slobodne i prinudne vibracije mogu biti priguene i nepriguene. ene Slobodne vibracije nastaju kada sistem osciluje oko ravnotenog poloaja pod dejstvom unutranjih sila spoljanje sile ne postoje.Fiziki koncept vibracija Fizi

Nastajanje vibracija (+)

Fiziki parametri radne i ivotne sredine Prof. dr Dragan Cvetkovi

Slobodne vibracije nastaju kada se sistem izvede iz ravnotenog poloaja i pusti da ociluje. Sistem osciluje konstantnom amplitudom frekvenciji - sopstvenoj frekvenciji. na jednoj

wn sopstvena frekvencija x(0) poetni pomeraj v(0) poetna brzina

Fiziki koncept vibracija Fizi

Nastajanje vibracija (+)

Fiziki parametri radne i ivotne sredine Prof. dr Dragan Cvetkovi

Poveanje mase dovodi do poveanja perioda oscilovanja odnosno do smanjenja frekvencije. Amplituda ostaje ista.

sopstvena frekvencija

Fiziki koncept vibracija Fizi

Nastajanje vibracija (+)

Fiziki parametri radne i ivotne sredine Prof. dr Dragan Cvetkovi

Crno telo ima najveu masu - najmanju frekvenciju. Plavo telo ima najmanju masu - najveu frekvenciju.

Fiziki koncept vibracija Fizi

Nastajanje vibracija (+)

Fiziki parametri radne i ivotne sredine Prof. dr Dragan Cvetkovi

Ako u sistemu ne postoji priguenje proces pretvaranja kinetike u potencijalnu energiju se kontunualno ponavlja, vibracije su kontinualne i amplituda vibracija ostaje nepromenjena.

Mehanizmi priguenja (viskozno priguenje, trenje ...) uzrokuju da se vibraciona energija nepovratno gubi npr. pretvaranjem u toplotnu energiju pri trenju.

Fiziki koncept vibracija Fizi

Nastajanje vibracija (+)

Fiziki parametri radne i ivotne sredine Prof. dr Dragan Cvetkovi

Amplituda vibracija se smanjuje i nakon odreenog vremena vibracije potpuno nestaju. Sistem vibrira frekvencijsom koja se neznatno razlikuje od sopstvene frekvencije nepriguenog sistema.

wn sopstvena frekvencija x(0) poetni pomeraj v(0) poetna brzina x odnos priguenja

Fiziki koncept vibracija Fizi

Nastajanje vibracija (+)

Fiziki parametri radne i ivotne sredine Prof. dr Dragan Cvetkovi

Prig