Tài liệu Bài giảng "Dao động kỹ thuật" ppt

1 ĐẶNG VĂN HIẾU - BỘ MÔN CƠ HỌC 2 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Dao động kỹ thuật, NguynVn Khang, NXB Khoa hcvà k thut. 2. Bài tậpdaođộng kỹ thuật, NguynVn Khang và nhiu nk, NXB Khoa hcvàk thut. 3. Lý thuyếtdaođộng, Lê Xuân Cn(dch), NXB Khoa hc và k thut. 4. Dao động tuyếntính, Nguyn ông Anh (dch), NXB Khoa hcvàk thut. 3 NỘI DUNG Chương mởđầu: Các khái niệmcơ bảncủalý thuyếtdaođộng. Chương 1: Dao động tuyếntínhcủahệ mộtbậc tự do. Chương 2: Dao động tuyếntínhcủahệ nhiềubậc tự do. 4 Chương mởđầu CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN CỦA LÝ THUYẾT DAO ĐỘNG 1. nh ngha dao ng. 2. Mô tng hc các quá trình dao ng. 3. Phân loih dao ng. 5 1. Định nghĩadaođộng Dao ng là mthintng ph bin trong t nhiên và trong k thut. Các máy, các phng tingiaothôngvnti, các toà nhà cao tng, nhng cây cu,… ólàcách dao ng. Dao động là gì? Dao động là một quá trình trong đómột đạilượng vật lý (hoá học, sinh học,…) thay đổi theo thờigianmàcómột đặc điểm nào đólặplạiítnhấtmộtlần. 6 Dao động có lợihay cóhại? Dao động vừacólợi, vừacóhại.  Lợi: Dao ng cs dng  ti u hoá mts k thut nh: m, k thut rung …  Hại: Gim  bncamáy, gâyrahintng micavt liudnti phá hu, nh hng ntuith cacáccông trình, 7 2. Mô tảđộng học các quá trình dao động a. Dao động điều hoà. Ví dụ hàm điều hoà? Ví dụ: sin( ), os( )tct ω αωα + + Dao động đượcmôtả về mặt toán họcbởicáchàmđiều hoà đượcgọi là dao động điều hoà. 8 Xét dao ng cmôt bi: ( ) sin( )x tA t ω α = + t x(t) A -A T Trong đó: ω : tns vòng (rad/s). T=2π/ω : Chu k dao ng (s). A : biên  dao ng (m). ωt + α : pha dao ng (rad). α : pha ban u (rad). f = 1/T : tns (HZ). (1) 9 b. Dao động tuần hoàn. Hàm tuần hoàn? Hàm số x(t) đượcgọi là hàm tuần hoàn, nếutồntạimộthằng số T > 0 sao cho vớimọi t ta có hệ thức: ()(),x tT xt t+ =∀ Một quá trình dao động đượcmôtả về mặttoánhọcbởimột hàm tuần hoàn x(t) đượcgọi là dao động tuần hoàn. (2) [...]... Dao động của hệ nhiều bậc tự do + Dao động của hệ vô hạn bậc tự do c Căn cứ vào phương trình chuyển động: + Dao động tuyến tính + Dao động phi tuyến d Căn cứ vào dạng chuyển động: + Dao động dọc + Dao động xoắn + Dao động uốn 13 Chương 1 DAO ĐỘNG TUYẾN TÍNH CỦA HỆ MỘT BẬC TỰ DO 1.1 Dao động tự do không cản 1.2 Dao động tự do có cản 1.3 Dao động cưỡng bức của hệ chịu kích động điều hòa 1.4 Dao động. .. ] , δ > 0 Dao động mà biên độ A(t) thay đổi luân phiên được gọi là dao động biến điệu biên độ Dao động mà tần số ω(t) thay đổi luân phiên được gọi là dao động biến điệu tần số 11 3 Phân loại hệ dao động a Căn cứ vào cơ cấu gây nên dao động: + Dao động tự do + Dao động cưỡng bức + Dao động tham số + Tự dao động + Dao động hỗn độn + Dao động ngẫu nhiên 12 b Căn cứ vào số bậc tự do: + Dao động của hệ một... cưỡng bức của hệ chịu kích động đa tần và chịu kích động tuần hoàn 1.5 Dao động cưỡng bức của hệ chịu kích động bất kỳ 14 §1 Dao động tự do không cản 1.1 Một số ví dụ Thí dụ 1: Dao động của một vật nặng treo vào lò xo Phương trình dao động: mx + cx = 0 && (1) c Vị trí cb tĩnh x m 15 Thí dụ 2: Dao động của con lắc toán học O Phương trình dao động: φ g ϕ + sin ϕ = 0 && l L Xét dao động nhỏ: g ϕ + ϕ =0 &&... động của hệ là chuyển động tắt dần, không dao động q(t) & qo > 0 & qo = 0 t & qo < λ2 qo 31 trường hợp thứ ba : δ = ωo (lực cản tới hạn) : Trong trường hợp này nghiệm của phương trình đặc trưng là các số thực âm và bằng nhau Nghiệm tổng quát của phương trình (3) có dạng: q (t ) = e −δ t (C1 t + C2 ) (9) Chuyển động của hệ là tắt dần, không dao động 32 Chú ý: Trong một số tài liệu viết về Dao động kỹ. .. đầu mà chỉ phụ thuộc vào các tham số của hệ Biên độ dao động là hằng số Biên độ dao động và pha ban đầu của dao động tự do không cản phụ thuộc vào các điều kiện đầu và các tham số của hệ Chú ý: Việc xác định tần số dao động riêng là nhiệm vụ quan trọng nhất của bài toán dao động tự do 22 §2 Dao động tự do có cản Trong phần này chúng ta khảo sát dao động tự do của hệ có xét đến ảnh hưởng của lực cản Lực... thức (10) ta thấy: dao động tự do không cản của hệ một bậc tự do được mô tả bởi hàm điều hoà Vì vậy, dao động tự do không cản còn được gọi là dao động điều hoà Đặc trưng: A :được gọi là biên độ dao động ωo :được gọi là tần số riêng ωot + α :được gọi là pha dao động α :được gọi là pha ban đầu T = 2п/ωo :được gọi là chu kì dao động 21 Tính chất chuyển động: Tần số riêng và chu kì dao động không phụ thuộc... dụ 3: Dao động của con lắc vật lý Phương trình dao động: O mga && + ϕ sin ϕ = 0 Jo φ Xét dao động nhỏ: mga && ϕ+ ϕ =0 Jo a C m, Jo (3) 16 Thí dụ 4: Dao động xoắn của trục mang đĩa tròn Phương trình dao động: && ϕ+ c ϕ =0 J φ (4) C J Kết luận: Dạng của phương trình dao động tự do của hệ một bậc tự do có dạng chung là: && m q + cq = 0 (5) Trong đó q là tọa độ suy rộng 17 1.2 Tính toán dao động tự do... dao động tắt dần Độ lệch không −δ t Ae giảm theo luật số mũ, tiệm cận tới Dao động được mô tả bởi phương trình (7) là dao động họ hình sin.(hình vẽ) 28 Đặc trưng: Chuyển động của cơ hệ được mô tả bởi quy luật không tuần hoàn, nhưng toạ độ q lại đổi dấu một cách tuần hoàn Quy ước: ω = ωo2 − δ 2 là tần số riêng của dao động tắt dần T = 2π / ω Ae −δ t là chu kỳ của dao động tắt dần là biên độ của dao động. .. thoả mãn gọi là chu kỳ dao động Biên độ A của dao động tuần hoàn x(t) được định nghĩa bởi công thức sau: 1 A = [ max x(t ) − min x(t ) ] 2 10 c Dao động họ hình sin + Một quá trình dao động được mô tả về mặt toán học bởi hàm: x(t ) = A(t )sin [ω (t )t + α (t ) ] (3) được gọi là dao động họ hình sin + Dao động tắt dần: x(t ) = A0 e −δ t sin [ω (t )t + α (t ) ] , δ > 0 + Dao động tăng dần: x(t ) = A0... Gắn vào thanh các phần tử cản và đàn hồi (hv) Bỏ qua khối lượng của thanh - Phải chọn độ lớn của hệ số cản b như thế nào để hệ có dao động nhỏ - Xác định độ cản Lerh D cần thiết để sau mười dao động biên độ giảm còn 1/10 biên độ của chu kỳ đầu, sau đó xác định chu kỳ dao động O a φ b a m c 35 . VĂN HIẾU - BỘ MÔN CƠ HỌC 2 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Dao động kỹ thuật, NguynVn Khang, NXB Khoa hcvà k thut. 2. Bài tậpdaođộng kỹ thuật, NguynVn Khang. 1.1. Dao động tự do không cản. 1.2. Dao động tự do có cản. 1.3. Dao động cưỡng bứccủahệ chịukíchđộng điều hòa. 1.4. Dao động cưỡng bứccủahệ chịukíchđộng đa