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一段轴相当于扭转刚度k=GL的一个扭转弹簧。4等效刚度机械结构中的弹性元件往往具有比较复杂的组合形式,图1-14扭转振动这时可用一个“等效弹簧”来代替整个弹簧组以简化分析。等效弹簧的刚度称为等效刚度,记为k,等于组合弹簧的刚度。计算等效刚度依据的原则是:等效前后的弹性势能相等如图1-15所示,当刚度系数为k1和k2的两个弹簧并联时,在外力F的作用下,两弹簧阻尼系数c是使阻尼器产生单位速度所需施加的力对于阻尼元件,合金钢管需要指出的是1通常假定阻尼元件是没有质量的,或质量忽略不计。2与弹性元件不同的是,阻尼元件是消耗能量的,它以热能、声能等方式耗散的机械能。3对于扭转振动,阻尼元件为扭转阻尼器,其阻尼系数c是产生单位角速度9所需施加的力矩,力矩M与角速度0间的关系为1-256等效黏性阻尼系数与速度成正比的阻尼称为黏性 VISCOUS阻尼,合金钢管也称为线性阻尼。采用线性阻尼的模型使得振动分析的问题大大简化。工程实际中大量存在着其他性质统称为非黏性阻尼处理这类问题通常采用将其折算成等效黏性阻尼系数c的方法。
折算的原则是:将振动周期内由非黏性阻尼所消耗的能量等于等效黏性阻尼所消耗的能量。1库仑 Coulomb阻尼,库仑阻尼也称为干摩擦阻尼。如图1-21所示,振动时,质量为m的物体与摩擦系数为的表面间产生库仑阻尼力F=mg,F始终与运动速度x的方向相反且大小不变,即3结构阻尼。由材料内部摩擦所产生的阻尼称为木料阻尼,合金钢管由结构各部件连接面之间相对滑动产生的阻尼称为滑移阻尼,两者统称为结构阻尼。试验表明,对材料反复加载和卸载,其应力一应变曲线会成为一个滞后回线,如图1-2所示。此回线所围的面积表示一个环中单位体积的材料所耗散的能量,从而对结构产生阻尼,也称为滞后阻尼。对于大多数金属结构,材料阻尼力在一个周期内所耗散的能量△E,与振幅的平方成正比,在相当大的范围内与振动频率无关,即图1-22应力一应变曲线式中,a为由材料性质所决定的常数结构阻尼力耗散的能量与外力对做功平衡,因此结构阻尼的等效黏性阻尼系数为1-311.2,2动力学模型机楲的振动特性主要取决于本身的惯性、弹性和阻尼。
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