1935182137

Rozdział 1

Wstęp 1.1 Motywacja i cel pracy

Konstrukcje, części maszyn i inne wytwory techniki, w przeważającej większości, narażone są na obciążenia zmienne w czasie. W przypadku gdy zmiany te są powolne, np. obciążenie konstrukcji stropu w budynkach, zmiana ciśnienia w kotle, wówczas możemy pominąć siły bezwładności i potraktować taki proces jako ąuasi-statyczny. W analizie tych przypadków wystarczająca jest znajomość zagadnień statyki. Jeśli natomiast obciążenie jest szybkozmienne, oprócz naprężeń wywołanych wymuszeniem zewnętrznym, elementy konstrukcji oddziaływają na siebie z silami bezwładności, których nie można pominąć. W szczególnie niekorzystnych przypadkach siły bezwładności mogą wielokrotnie przewyższać wartość obciążenia zewnętrznego.

Wzajemne oddziaływania elementów ustroju powodowane przyspieszeniami mogą okresowo zwiększać lub zmniejszać amplitudę drgań, a co za tym idzie naprężenia wewnątrz ustroju. W szczególnych przypadkach niedostosowania ustroju do warunków pracy, amplituda drgań oraz naprężeń wzrasta do wartości, które znacznie przewyższają założenia projektowe. W takim przypadku awaria jest nieuchronna, mimo spełnienia z nadwyżką wymagań, wynikających z samych obciążeń statycznych. Jednym z najbardziej spektakularnych tego przykładów była katastrofa mostu Tacoma Narrows w USA. Wiejący wiatr wprawiał most w oscylacje o takiej amplitudzie, że po niespełna sześciu miesiącach od oddania do użytku most się zawalił.

Projektowanie konstrukcji lub części maszyn narażonych na obciążenie zmienne w czasie stawia przed konstruktorem trudne zadanie dostosowania ich do przyszłych warunków pracy. Z punktu widzenia efektywności redukcji niepożądanych drgań najlepiej jest zlikwidować źródło lub zmienić przyczyny wibracji, czyli prowadzić zabiegi minimalizacyjne w źródle drgań. Chodzi tu nie tylko o spełnienie warunków wytrzymałościowych, lecz także o takie zaprojektowanie układu, aby jego drgania były jak najmniejsze lub najmniej znaczące. Jedną z dróg unikania niepożądanych wibracji jest