TŁUMIENIE DRGA
Ń
Elementarne wiadomo
ś
ci
Tłumienie drga
ń
jest jednym z przejawów rozproszenia energii mechanicznej
zwi
ą
zanym z ruchem układów mechanicznych. Rozproszenie energii mechanicznej polega
na jej przekształceniu na energi
ę
termiczn
ą
, a mechanizmy powoduj
ą
ce to przekształcenia
s
ą
ró
ż
norodne i nie do ko
ń
ca jeszcze poznane. Siły tłumi
ą
ce s
ą
małe w stosunku do innych
sił, a matematyczny ich opis jest bardzo zło
ż
ony. Dlatego te
ż
badaj
ą
c procesy tłumienia d
ąż
y
si
ę
do pewnych uproszcze
ń
. W pierwszym kroku pomija si
ę
tłumienie. Nast
ę
pnym krokiem
jest wprowadzenie tłumienia liniowego (wiskotycznego) ułatwiaj
ą
cego analiz
ę
zjawisk
zachodz
ą
cych w mechanizmach.
Rozró
ż
niamy nast
ę
puj
ą
ce grupy tłumienia:
a) Tarcie wewn
ę
trzne – rozproszenie energii mechanicznej zwi
ą
zane jest tylko
z wewn
ę
trzn
ą
budow
ą
ciała drgaj
ą
cego. Zale
ż
y od warto
ś
ci napr
ęż
e
ń
i temperatury.
Rozproszenie energii i tłumienie ro
ś
nie nieliniowo ze wzrostem napr
ęż
e
ń
,
b) Tarcie w poł
ą
czeniach ruchomych – wyst
ę
puje w poł
ą
czeniach gdzie mamy do czynienia z
ruchem wzgl
ę
dnym np. prowadnice, ło
ż
yska. Jest to tarcie tłumi
ą
ce drgania i zale
ż
y od
smarowania poł
ą
czenia. Gdy brak jest smarowania powierzchni tr
ą
cych tarcie ma charakter
tarcia suchego, za
ś
przy smarowaniu poł
ą
czenia tarcie ma charakter tarcia liniowego
(wiskotycznego) lub nieliniowego,
c) Tłumienie hydrodynamiczne i aerodynamiczne – rozproszenie energii nast
ę
puje wskutek
oporu
ś
rodowiska, w którym pracuj
ą
elementy maszyny,
d) Tarcie konstrukcyjne – zjawisko tego tarcia wyst
ę
puje na powierzchniach styku elementów
poł
ą
czonych w sposób nieruchomy. Matematyczny opis tego tarcia jest zło
ż
ony.
Cz
ę
sto do analizy układów mechanicznych wprowadza si
ę
tłumienie tarciem suchym.
Ze zjawiskiem tarcia suchego mamy do czynienia wtedy, gdy powierzchnie stykaj
ą
cych i
przemieszczaj
ą
cych si
ę
wzgl
ę
dem siebie ciał s
ą
słabo smarowane lub niesmarowane.
Najcz
ęś
ciej przyjmujemy,
ż
e tarcie jest tak zwanym tarciem Coulomba i opisane jest wzorem
x
sign
T
)
x
(
R
&
&
⋅⋅⋅⋅
====
.
<<<<
−−−−
====
>>>>
====
0
x
dla
1
0
x
dla
0
0
x
dla
1
x
sign
&
&
&
&
Z rysunku wynika,
ż
e siła
)
x
R(
&
posiada nieci
ą
gło
ść
dla
0
x
====
&
i mo
ż
e przyjmowa
ć
warto
ś
ci z przedziału (
0
T
,
0
T
−−−−
) w zale
ż
no
ś
ci od innych sił działaj
ą
cych na mas
ę
drgaj
ą
c
ą
m.
W praktyce opór tarcia suchego jest bardziej zło
ż
on
ą
funkcj
ą
pr
ę
dko
ś
ci
W literaturze najcz
ęś
ciej przyjmuje si
ę
,
ż
e siła tarcia T opisana jest nast
ę
puj
ą
co:
x
sign
0
T
T
&
====
gdzie
