DRGANIA!

Charakterystyka
Drganiami nazywa się zmiany wielkości fizycznej występujące w funkcji czasu i polegającej na tym, że jej wartości są na przemian rosnące i malejące względem pewnego poziomu odniesienia.

Klasyfikacja ze względu na dynamikę drgań

• Drgania własne - powstają w układzie izolowanym po zewnętrznym pobudzeniu do drgań, polegającym na dostarczeniu w pewnej chwili początkowej pewnej energii potrzebnej do wyprowadzenia układu ze stanu równowagi.

• Drgania wymuszone - występują pod działaniem sił zewnętrznych zmieniających się w czasie niezależnie od drgań układu. W tym przypadku siły zewnętrzne, jak i własności fizyczne układu określają charakter drgań.

Wpływ drgań na organizm człowieka
Ustrój ludzki z punktu widzenia mechaniki klasycznej stanowi pewnego rodzaju układ sprężysty, przez co sprzyja biernej obronie przed oddziaływaniem drgań i wstrząsów. Występujące pod wpływem drgań o niewielkiej częstotliwości, podświadome skurcze mięśni zapewniają obronę czynną. Najniebezpieczniejsze są drgania rezonansowe, tzn. takie drgania, których częstotliwość odpowiada częstotliwości własnej drgań poszczególnych narządów ustroju ludzkiego.

Zapobieganie szkodliwemu działaniu drgań
Zapobieganie szkodliwemu oddziaływaniu drgań mechanicznych w zasadzie sprowadza się do ścisłego przestrzegania obowiązujących norm. Możliwości integracji lekarskiej są w tym zakresie niewielkie i właściwie ograniczają się do kontroli warunków pracy robotników wykonujących swe czynności robocze w strefie oddziaływania intensywnych drgań oraz obsługujących narzędzia lub maszyny wytwarzające wibracje.

Niezmiernie istotną rolę odgrywa udoskonalenie konstrukcji pojazdów mechanicznych, maszyn i narzędzi. Na podstawie licznych badań udowodniono, że właściwe zawieszenie, zastosowanie urządzeń amortyzujących oraz racjonalizacja konstrukcji miejsc roboczych w znacznym stopniu zmniejsza szkodliwość oddziaływania drgań mechanicznych i wstrząsów.

Drgania określane są w fizyce jako zjawiska, w których wielkości fizyczne charakterystyczne dla tych zjawisk są zmienne w funkcji czasu. Węższym pojęciem są drgania mechaniczne, definiowane jako ruch cząstek ośrodka sprężystego względem położenia równowagi. Drgania mechaniczne mogą zatem rozprzestrzeniać się w ośrodkach zarówno płynnych, jak i stałych. W aspekcie ochrony i bezpieczeństwa człowieka w środowisku pracy, rozpatrywane są jedynie drgania mechaniczne (wibracje), które rozprzestrzeniają się w ośrodkach stałych.

Drgania mechaniczne w wielu przypadkach są czynnikiem roboczym, celowo wprowadzanym przez konstruktorów do maszyn czy urządzeń jako niezbędny element do realizacji zadanych procesów technologicznych, np. w maszynach i urządzeniach do wibrorozdrabniania, wibroseparacji, wibracyjnego zagęszczania materiałów, oczyszczania i mielenia wibracyjnego, a także do kruszenia materiałów, wiercenia, drążenia i szlifowania. Drgania mechaniczne są też często bezcennym źródłem informacji, gdyż na podstawie analizy sygnału drganiowego można dokonać oceny stanu technicznego maszyny i jakości jej wykonania. Jednakże drgania mechaniczne mogą również powodować zakłócenia w prawidłowym działaniu maszyn i innych urządzeń, zmniejszać ich trwałość i niezawodność oraz niekorzystnie wpływać na konstrukcje i budowle. Przenoszone drogą bezpośredniego kontaktu z drgającym źródłem do organizmu człowieka mogą też wywierać ujemny wpływ na zdrowie pracowników i doprowadzać niejednokrotnie do trwałych zmian chorobowych. Zatem z punktu widzenia ochrony i bezpieczeństwa człowieka w środowisku pracy, drgania mechaniczne są szkodliwym czynnikiem fizycznym, który należy eliminować lub przynajmniej ograniczać.

Szczególnymi rodzajami drgań rozpatrywanymi w fizyce są:

1. drgania mechaniczne (ruch drgający): wahadło matematyczne, ciało na sprężynie, wahadło fizyczne, drgania cząsteczek sieci krystalicznych, drgania strun instrumentów muzycznych, drgania powietrza itp.

2. drgania elektryczne: okresowe zmiany natężenia prądu np. w układzie kondensatora i cewki itp.

3. drgania elektromechaniczne: np. drgania krystalicznych sieci jonowych, drgania plazmy w polu magnetycznym lub elektrycznym itp.

Bez względu na drgającą wielkość stosuje się podział ruchu drgającego ze względu na własności matematyczne funkcji opisującej drgania lub, co jest równoważne, na równania opisujące zachowanie się układu drgającego. Wyróżnia się:

1. drgania okresowe

2. drgania nieokresowe

Wśród drgań okresowych wyróżnia się często spotykany i najprostszy w opisie matematycznym ruch harmoniczny, a w drganiach nieokresowych drgania prawie okresowe.

W zależności od rodzaju równań drgań wyróżnia się drgania liniowe i drgania nieliniowe.

Jeżeli na drgający układ ma wpływ inny drgający układ (siła wymuszająca), to drgania nazywa się wymuszonymi. Gdy zewnętrzna siła nie występuje - drganiami swobodnymi. Układy autonomiczne (nie wymuszone) dzieli się na:

1. zachowawcze (energia drgań nie zmienia się)

2. tłumione (energia zmniejsza się)

3. samowzbudne (energia drgań rośnie)

Szczególnym przypadkiem drgań są drgania harmoniczne. Takie drgania powstają, gdy siła sprowadzająca układ drgający do położenia równowagi jest proporcjonalna do wychylenia układu z tego położenia.

Drgania - procesy, w trakcie których wielkości fizyczne na przemian rosną i maleją w czasie.

Szczególnymi rodzajami drgań rozpatrywanymi w fizyce są:

1. drgania mechaniczne (ruch drgający): wahadło matematyczne, ciało na sprężynie, wahadło fizyczne, drgania cząsteczek sieci krystalicznych, drgania strun instrumentów muzycznych, drgania powietrza itp.
2. drgania elektryczne: okresowe zmiany natężenia prądu np. w układzie kondensatora i cewki itp.
3. drgania elektromechaniczne: np. drgania krystalicznych sieci jonowych, drgania plazmy w polu magnetycznym lub elektrycznym itp.

Bez względu na drgającą wielkość stosuje się podział ruchu drgającego ze względu na własności matematyczne funkcji opisującej drgania lub, co jest równoważne, na równania opisujące zachowanie się układu drgającego. Wyróżnia się:

1. drgania okresowe
2. drgania nieokresowe

Wśród drgań okresowych wyróżnia się często spotykany i najprostszy w opisie matematycznym ruch harmoniczny, a w drganiach nieokresowych drgania prawie okresowe.

W zależności od rodzaju równań drgań wyróżnia się drgania liniowe i drgania nieliniowe.

Jeżeli na drgający układ ma wpływ inny drgający układ (siła wymuszająca), to drgania nazywa się wymuszonymi. Gdy zewnętrzna siła nie występuje - drganiami swobodnymi. Układy autonomiczne (nie wymuszone) dzieli się na:

1. zachowawcze (energia drgań nie zmienia się)
2. tłumione (energia zmniejsza się)
3. samowzbudne (energia drgań rośnie)

Szczególnym przypadkiem drgań są drgania harmoniczne. Takie drgania powstają, gdy siła sprowadzająca układ drgający do położenia równowagi jest proporcjonalna do wychylenia układu z tego położenia.

---