Opis i ocena zjawisk związanych z drganiami mechanicznymi stanowią podstawę wielu istotnych zagadnień technicznych. Formułowanie i rozwiązywanie tych zagadnień wymaga znajomości określonej teorii, dostarczającej zarówno podstaw formalnych, jak i metod analitycznych, przydatnych w takich badaniach. Właściwą gałęzią wiedzy w tym zakresie jest teoria drgań, w szczególności drgań mechanicznych. Teoria drgań mechanicznych jest obszerną, ciągle rozwijaną dyscypliną naukową, wynikającą bezpośrednio z mechaniki, zawierającą wiele odrębnych działów, odnoszących się do różnorodnych przypadków, związanych z procesami drganiowymi maszyn. Tematowi szeroko pojętych drgań mechanicznych poświęcono w całości lub w części wiele pozycji naukowych i dydaktycznych, jak np. [1-15, 17]. W pracach tych można znaleźć zarówno niezbędne wiadomości teoretyczne z tego zakresu, jak również wiele praktycznych rozwiązań analitycznych oraz inżynierskich metod badania drgań złożonych układów mechanicznych. Na wydziałach mechanicznych wyższych uczelni technicznych prowadzone są wykłady z przedmiotu drgania mechaniczne. Zajęcia te, jak wynika z wieloletniego doświadczenia autorów niniejszego podręcznika, uważane są zwykle przez studentów za trudne do opanowania. Teoria drgań wymaga bowiem zarówno odpowiedniego formalizmu matematycznego, jak również fizykalnego podejścia do rozważanych zagadnień. Brak odpowiednich podstaw w tym zakresie powoduje, że studenci zmuszeni są niejednokrotnie do prowadzenia analizy drgań złożonych układów mechanicznych, nie w pełni rozumiejąc istotę badanych zjawisk. Także inżynierowie praktycy często starają się unikać analitycznego podejścia do rozwiązywanych przez nich zadań, wymagającego wiedzy z zakresu teorii drgań. W ostatnich latach dokonano znacznego postępu w zakresie tworzenia oprogramowania narzędziowego, wspomagającego różnorodne działania inżynierskie. Powszechne są już programy typu CAD, czy programy analityczne, bazujące na metodzie elementów skończonych.
Spis treści
1. Wprowadzenie 1.1. Wstęp 1.2. Podstawowe pojęcia teorii drgań mechanicznych i ich definicje 1.3. Podstawowe pojęcia mechaniki analitycznej stosowane w opisie drgań mechanicznych
2. Drgania zdeterminowane układów dyskretnych, liniowych, o jednym stopniu swobody 2.1. Drgania swobodne, nietłumione 2.1.1. Drgania swobodne, nietłumione - oscylator harmoniczny 2.1.2. Drgania swobodne, nietłumione - wahadło matematyczne 2.1.3. Drgania swobodne, nietłumione - wahadło fizyczne 2.2. Drgania wymuszone, nietłumione 2.2.1. Drgania nietłumione, wymuszane siłą harmonicznie zmienną 2.2.2. Drgania nietłumione, wymuszane kinematycznie 2.2.3. Drgania nietłumione, wymuszane bezwładnościowo 2.3. Drgania swobodne, tłumione 2.3.1. Drgania swobodne, tłumione wiskotycznie 2.3.2. Drgania swobodne, tłumione tarciem suchym 2.4. Drgania wymuszone, tłumione wiskotycznie 2.4.1. Drgania tłumione wiskotycznie, wymuszane siłą harmonicznie zmienną 2.4.2. Drgania tłumione wiskotycznie, wymuszane kinematycznie 2.4.2.1. Przypadek wymuszenia kinematycznego, działającego na koniec elementu sprężysto - tłumiącego 2.4.2.2. Przypadek wymuszenia kinematycznego, działającego wyłącznie na koniec elementu sprężystego 2.4.3. Drgania tłumione wiskotycznie, wymuszane bezwładnościowo 2.5. Drgania wymuszone, tłumione tarciem suchym 2.5.1. Drgania tłumione tarciem suchym, wymuszane siłą harmonicznie zmienną 2.6. Uwagi na temat opisu drgań skrętnych 2.7. Zagadnienia do samodzielnego rozwiązania
3. Opis użytkowania pakietu Working Model 3.1. Opis opcji menu bocznego programu Working Model 3.2. Opis opcji menu górnego programu Working Model
4. Symulacja komputerowa zachowania się modeli układów drgających o jednym stopniu swobody 4.1. Symulacja drgań swobodnych, nietłumionych 4.1.1. Symulacja ruchu drgającego oscylatora harmonicznego i geometrycznej interpretacji tego ruchu 4.1.2. Symulacja ruchu drgającego wahadła matematycznego 4.1.3. Symulacja ruchu drgającego wahadła fizycznego 4.2. Symulacja drgań wymuszonych, nietłumionych 4.2.1. Symulacja drgań nietłumionych, wymuszanych siłą harmonicznie zmienną 4.2.2. Symulacja drgań nietłumionych, wymuszanych kinematycznie 4.2.3. Symulacja drgań nietłumionych, wymuszanych bezwładnościowo 4.3. Symulacja drgań swobodnych, tłumionych 4.3.1. Symulacja drgań swobodnych, tłumionych wiskotycznie 4.3.2. Symulacja drgań swobodnych, tłumionych tarciem suchym 4.4. Symulacja drgań wymuszonych, tłumionych wiskotycznie 4.4.1. Symulacja drgań tłumionych wiskotycznie, wymuszanych siłą harmonicznie zmienną 4.4.2. Symulacja drgań tłumionych wiskotycznie, wymuszanych kinematycznie 4.4.2.1. Przypadek wymuszenia kinematycznego, działającego na koniec elementu sprężysto - tłumiącego 4.4.2.2. Przypadek wymuszenia kinematycznego, działającego wyłącznie na koniec elementu sprężystego 4.4.3. Symulacja drgań tłumionych wiskołycznie, wymuszanych bezwładnościowo 4.5. Symulacja drgań wymuszonych, tłumionych tarciem suchym 4.5.1. Symulacja drgań wymuszanych siłą harmonicznie zmienną, tłumionych tarciem suchym 4.6. Uwagi na temat symulacji drgań skrętnych 4.7. Zagadnienia do samodzielnego rozwiązania Literatura
|