فرمت فایل:word (قابل ویرایش)
تعداد صفحات :60
فهرست مطالب :
صفحه
مقدمه.......................................................................................................... 4
فصل اول
روشهای کنترل ارتعاش
مقدمه ........................................................................................................ 7
1- کنترل ارتعاشات ناشی از لنگی محورهای دوار .................................... 7
2- بالانس موتورهای رفت و برگشتی ...................................................... 8
3- کنترل ارتعاشات پیچشی ..................................................................... 8
4-کنترل فرکاسهای طبیعی ....................................................................... 8
5- استفاده از میراکننده ارتعاش ................................................................ 9
6- استفاده از جداسازهای ارتعاش .............................................................9
سیستم جداسازی ارتعاش با فونداسیون صلب .......................................... 9
سیستم جداسازی ارتعاش با فونداسیون ارتجاعی ..................................... 12
سیستم جداسازی ارتعاش با فونداسیون نسبتاً ارتجاعی ............................ 13
7- استفاده از جاذبهای ارتعاش دینامیکی ................................................. 15
فصل دوم
تئوری جاذب ارتعاش دینامیکی در تحریکات گوناگون
مقدمه ...................................................................................................... 17
جاذب ارتعاش دینامیکی ......................................................................... 17
جاذب دینامیکی بدون میرا کننده ............................................................ 18
جاذب دینامیکی با میراکننده ................................................................... 19
جاذب نا میرا تحت تحریک هامونیک با فرکانس ثابت یا شامل باند
فرکانسی باریک ..................................................................................... 20
جاذب اصطکاک ویسکوزی تحت تحریک هارمونیک بافرکانس ناپایا......25
جاذب با اصطکاک مستقل از فرکانس تحت تحریک هارمونیک با
فرکانس نا پایا ...................................................................................... 33
به حساب آوردن مقاومت غیر الاستیکی (میرایی ساختاری ) برای
سیستم در معرض تحریک هارمونیک ................................................ 36
تحریک هارمونیک با دامنه متغیر ......................................................... 39
منابع .....................................................................................................42
مقدمه :
مسأله کاهش میزان ارتعاشات در سازه ها در شاخه های گوناگون تکنولوژی اعم از صنعت، حمل و نقل، ابزار مهندسی و غیره از دیرباز مورد توجه بوده است . اغلب آن مرتبط با نیاز به افزایش مقاومت و کاهش مصالح سازه ها می باشد . با وجود این چنین جنبه هایی از مسأله مانند مواجهه با نیازمندیهای مهندسی، شرایط بهره برداری و محافظت افراد از ارتعاشات مضر نیز، کم اهمیت نیستند . ضرورت حل این مسأله رو به فزونی، به ابعاد بزرگتر سازه ها، افزایش سرعت بهره برداری از ماشینها، استانداردهای بهداشتی سخت گیرانه و خواسته های تکنولوژیکی مربوط میشود . امروزه ما راهها و ابزارهای زیادی برای جلوگیری از ارتعاشات غیر قابل قبول می شناسیم ، به ویژه ، کاش خطاهای نامیزانی و میزان کردن ماشینهایی که منبع بارهای دینامیکی هستند . ما می توانیم پارامتر های سختی و اینرسی سازه های را برای سازگاری آنها در برابر تشدید تغییر دهیم ، خاصیت میرایی را به وسیله استفاده از مصالحی که دارای توانایی میرایی بالایی هستند افزایش دهیم ، استفاده از عایقها و جاذبهای ارتعاش هم از دیگر روش های کاهش ارتعاش می باشد . هر یک از روش های مذکور محدوده معقولی برای کاربرد دارند . جاذبها نقش ویژه ای داند زیرا نه تنها می تواند در مرحله طرح و ساخت ، بلکه هنگام نمایان شدن خواص دینامیکی نارضایت بخش در سازه به هنگام بهره برداری هم به کار روند. جاذبها با صرفه نیز هستند زیرا در یک هزینه نسبتاً کم،کاهش مورد نیاز میزان ارتعاش را بیمه می کنند . جاذبها کاربرد زیادی دارند،استفاده آنها در کشتی سازی معروف است . آنها دیرینه ای در کاهش ارتعاش کابلها دارند .مثالهای بیشماری از کاربرد آنها در کاهش ارتعاش در سازه های گوناگون مهندسی وجود دارد : دودکشهای فولادی ،برجهای تلویزیونی ، پلها، ساختمانها وغیره. جاذبهای ارتعاش برای بهبود بهره برداری از ابزارهای اندازه گیری و عایق ارتعاش در حالتهای گذرا استفاده می شوند.
رویکرد اصلی پژوهش در زمینه جذب ارتعاش شامل : بهینه سازی پارامترها و ارزیابی بازده جاذب دینامیکی در شرایط پایدار و گذرا تحت حرکات دینامیکی گوناگون ، بررسی بازده جاذب دینامیکی خطی و غیر خطی ، یافتن زمینه هایی از بیشترین کاربرد سودمند جاذب دینامیکی در سازه های واقعی با طرح های نسبتاً ساده و یا بسیار پیچیده ، بررسی سیستم های دو یا چند درجه آزادی و تکمیل روشهای محاسباتی کارآمد برای ساختارهایی با جاذب دینامیکی و... می باشد.
ما در اینجا ساده ترین مدل مکانیکی جاذب یعنی جاذب خطی تک جرمی را مورد بررسی قرار خواهیم داد ، که بسته به نیازها و محدودیتها می تواند شکلهای گوناگونی داشته باشد . به علاوه برای افزایش راندمان در یک باند فرکانسی معین و یا برای افزایش باند فرکانس بهره برداری می تواند خیلی پیچیده ساخته شود.
فصل اول:
روشهای
کنترل ارتعاش
مقدمه:
در این فصل تکنیکهای متعددی را برای کنترل ارتعاش مورد بررسی قرار خواهیم داد که شامل روشهای حذف یا کاهش ارتعاش می باشند. منابع متعددی برای ارتعاش در یک محیط صنعتی وجود دارد : فرآیندهای بر خورد مانند شمع کوبی و دمیدن جریان هوا یا بخار ، ماشینهای دوار یا رفت و برگشتی مانند موتورها و کمپرسورها ، وسایل نقلیه مانند کامیونها ، ترنها و هواپیماها ، جریان سیالات و بسیاری منابع دیگر . وجود ارتعاش اغلب منجر به تأثیرات ناخواسته از قبیل انهدام سازه ای یا مکانیکی ، تعمیر و نگهداری پی در پی و پر خرج ماشینها و صلب آسایش از انسان می گردد . گاهی ارتعاش می تواند بر مبنای تجزیه و تحلیل تئوریک از بین برود ولی برای از بین بردن ارتعاش ممکن است متحمل هزینه های ساخت بسیار زیادی شویم . یک طراح باید بین یک حد ارتعاش قابل قبول و یک هزینه ساخت مقبول تصمیم گیری کند . در بعضی موارد نیروی محرک جزء جدانشدنی ماشین می باشد ، همانطور که می دانیم حتی یک نیروی محرکه نسبتاً کوچک می تواند در فرکانسهای طبیعی سیستم باعث تشدید گردد بخصوص در سیستم هایی که دارای میرایی اندک هستند . در این حالات می توان با استفاده از روشهای کنترل ارتعاش پاسخ را به مقدار قابل ملاحظه ای کاهش داد .
1- کنترل ارتعاشات ناشی از لنگی محور های دوار:
تمام محورهای دوار انعطاف پذیر هستند و بنابراین تمایل دارند که در سرعتهای معینی کمانش کرده و بطور پیچیده ای دچار لنگی شوند . لنگی می تواند به صورت دوران صفحه ما بین محور خمیده شده و خط واصل مراکز یاتاقانها تعریف گردد . لنگی ناشی از عواملی از قبیل نامیزانی ، اصطکاک سیال در یاتاقانها ،نیروهای ژیروسکوپی ،و استهلاک هیستریک در محور می باشد . لنگی می تواند هم جهت با چرخش محور یا در خلاف جهت آن روی دهد و سرعت چرخش می تواند مساوی با سرعت چرخش محور باشد یا با آن مساوی نباشد. یک محور در حال گردش در سرعت های معینی ارتعاشات عرضی بیش از حدی از خود نشان می دهد . این سرعت با فرکانس های طبیعی سیستم متناظر می باشد و به سرعت بحرانی موسوم است و در این حالت تشدید رخ خواهد داد . در سرعت بحرانی انحراف محور زیاد بوده و نیروی وارده به یاتاقانها خیلی زیاد است و باعث ارتعاش بدنه ماشین خواهد شد و این میتواند منجربه صدمات ساختمانی به یاتاقانها و بدنه گردد. به علاوه انحراف زیاد محور موجب تغییر شکل دائمی آن و یا برخورد روتور با محفظه می گردد . دامنه ارتعاش محور در سرعت بحرانی زمانی به حد خطرناک می رسد که فرصت لازم برای رسیدن به آن دامنه را داشته باشد . بنابراین اگر ماشین از سرعت بحرانی سریع عبور کند دامنه می تواند قابل قبول باشد ، در حالی که عبور آهسته به توسعه دامنه های بزرگ کمک می کند ومی تواند خسارات جبران ناپذیری ایجاد کند .
2- بالانس موتورهای رفت و برگشتی:
اجزاء متحرک اصلی یک موتور رفت و برگشتی عبارتند از : پیستون ، میل لنگ و شاتون .
ارتعاشات در موتور های رفت و برگشتی در اثر عوامل زیر رخ می دهد :
1- تغییرات متناوب فشار گاز درون سیلندر
2- نیروهای اینرسی که در قسمتهای متحرک تمرکز یافته اند .
یک موتور تک سیلندر به طور اجتناب ناپذیری نامیزان است ، در حالی که در یک موتور چند سیلندر می توان با آرایش مناسب لنگها ، نیروها و گشتاورهای موجود را بالانس نمود .
3- کنترل ارتعاشات پیچشی:
موقعی که محوری گشتاوری را منتقل می کند تحت تأثیر پیچش قرار می گیرد و اگر گشتاور انتقالی دارای تغییرات تناوبی باشد محور به صورت پیچش و باز پیچش نوسان می کند . اگر فرکانس گشتاور انتقالی با فرکانس طبیعی ارتعاش پیچشی محور برابر شود ، این مطلب موجب می شوده دامنه ارتعاش پیچشی بالا رفته و باعث صدمه دیدن محور گردد . سرعت کاری ماشین نزدیک یکی از سرعتهای بحرانی باشد می توان طرح را به گونه ای تغییر داد که فرکانس طبیعی ارتعاش پیچشی آن بالا رفته و ارتعاش حذف گردد و یا با نصب مستهلک کننده دامنه آنها را کاهش داد .
4- کنترل فرکانسهای طبیعی:
فرکانس طبیعی یک سیستم هم با جرم و هم با سختی تغییر می کند ولی در بسیاری حالات عملی جرم به سادگی قابل تغییر نمی باشد ، زیرا مقدار آن توسط ملزومات تابعه سیستم محاسبه شده است . به عنوان مثال جرم چرخ طیار سوار بر یک محور ، توسط مقدار انرژی که باید در یک سیکل ذخیره کند محاسبه شده است . بنابراین سختی سیستم عاملی است که در اکثر موارد عوض می شود تا فرکانسهای طبیعی آن تغییر کند . به عنوان مثال سختی یک محور دوار با تغییر یک یا چند پارامتر آن از قبیل مواد یا تعداد و موضع نقاط تکیه گاهی می تواند تغییر نماید .
5- استفاده از میرا کننده ارتعاش:
اگر چه میرایی به منظور ساده کردن آنالیز ، به ویژه در یافتن فرکانسهای طبیعی صرف نظر می شود ، اما بیشتر سیستمها تا اندازه ای دارای میرایی می باشند . در بعضی از حالات حضور میرایی مفید است . در سیستمهایی نظیر جاذبهای شوک در اتومبیل ها و بسیاری از وسایل اندازه گیری ارتعاش، بایستی میرایی را بیفزاییم ،تا ملزوامات را تابعه را تاًمین نماید .اگرسیستم تحت تأثیر ارتعاش واداشته قرار گیرد ،و اگر میرایی موجود نباشد پاسخ یا دامنه نوسان سیستم تمایل به بزرگ شدن در نزدیکی تشدید دارد . حضور میرایی همواره دامنه نوسان را محدود می کند . میرا کننده های ارتعاش به صورت اصطکاکی ، ویسکوزی و یا ساختمانی باعث اتلاف انرژی می شوند . یک نوع میرا کننده از نوع اصطکاکی که به میرا کننده لانکستر شهرت دارد ، در سیستمهای پیچشی مانند موتورهای گازی و دیزلی برای محدود کردن دامنه های ارتعاش در سرعتهای بحرانی استفاده عملی پیدا کرده است . یک میرا کننده دیگر از نوع ویسکوزی که برای از بین بردن ارتعاشات پیچشی موتورهای اتومبیل به کار می رود متشکل از یک جرم چرخشی آزاد در داخل یک حفره استوانه ای پر از سیال لزج است . این سیستم معمولاً به پولی انتهای میل لنگ که تسمه پروانه را میگرداند متصل می شود و اغلب به آن میرا کننده هودیل گفته می شود.
دانلود پروژه طراحی جاذب دینامیکی ارتعاش برای خودرو
