Prevádzkové vibrácie - vibrácie fázy

Oscilačné procesy - dôležitým prvkom modernej vedy a techniky, takže sú vždy venovaná pozornosť štúdiu, ako jeden z "večných" problémy. Úlohou akéhokoľvek poznania - nie obyčajné zvedavosti, a jeho použitie v každodennom živote. A za to, že sú každý deň a sú tu nové technické systémy a mechanizmy. Sú na cestách, ktoré ukazujú jeho podstatu, robí nejakú prácu, alebo je pripevnený, zachovať možnosť za určitých podmienok, prejsť do stavu pohybu. Aký je pohyb? Bez toho aby sme sa púšťali do džungle, berieme najjednoduchšie výklad: zmena hmotnej polohy tela vo vzťahu k akejkoľvek súradnicového systému, ktorý sa bežne považuje za fixný.

Medzi veľkým počtom rôznych možností pre pohyb osobitného záujmu osciluje, ktorý sa vyznačuje tým, že systém opakuje zmenu svojho pôvodu (alebo fyzikálnych veličín) v pravidelných intervaloch - cyklov. Tieto vibrácie sa nazývajú periodické alebo cyklické. Medzi nimi sú samostatnou skupinou harmonických kmitov, v ktorej sú charakteristické znaky (rýchlosť, zrýchlenie, poloha v priestore, atď), sa mení sínusové v čase, to znamená, má sínusový tvar. Pozoruhodná vlastnosť harmonických kmitov je, že ich kombinácia je nejaké iné možnosti, vrátane a non-harmonické. Veľmi dôležité poňatie vo fyzike je "fáza oscilácie", čo znamená, že poloha oscilačného fixáciu tela v určitom čase. Fáza meraná v uhlových jednotkách - radiánoch trochu ľubovoľný, rovnako ako vhodný spôsob vysvetliť periodickej procesy. Inými slovami, to určuje hodnotu fázového súčasného stavu oscilujúceho systému. Inak to nejde - pretože fluktuácia fáza je argument funkcie, ktorá popisuje tieto výkyvy. Skutočná hodnota fáza pre pohyb vibračného znaku môže znamenať súradníc, rýchlosti a ďalších fyzikálnych parametrov, ktoré sa líšia v tvare sínusu, ale spoločné nich je časová závislosť.

Ukazujú, že táto fáza kmitania nie je obtiažna - to by vyžadovalo jednoduchý mechanický systém - niť, r dlhé a visí na to "materiálne bodu" - bob. My upevniť niť v stredu pravouhlého súradnicového systému a núti naše "kyvadlo" cool. Dajme tomu, že bol ochotný to urobiť s uhlovou rýchlosťou w. Potom, v priebehu t zaťaženia uhla natočenia času je φ = hm. Navyše, tento výraz by mal byť považovaný za počiatočnú fázu kmitania ako uhol φ0 - poloha systému pred zahájením pohybu. To znamená, že celkový uhol otáčania, fáza sa vypočíta zo vzťahu cp = hm + φ0. Potom sa výraz pre harmonické funkcie a výstupok koordinovať zaťaženie na osi X, možno písať:

x = A * cos (wt + φ0), kde A - amplitúda kmitania, v tomto prípade rovná r - polomer vlákna.

Podobne, rovnaký výstupok na osi Y sa zapisuje takto:

y = A * sin (wt + φ0).

Malo by byť zrejmé, že fáza kmitania znamená v tomto prípade nemeria otáčania "uhol", a uhlový rozsah doby, počas ktorej vyjadruje čas v uhlových jednotkách. Počas tejto doby je záťaž otočí o určitý uhol, ktorý môže byť jednoznačne určená z toho, že uhlová rýchlosť pre cyklické výkyvy w = 2 * n / T, kde T - kmitanie obdobie. V dôsledku toho, ak je jedna perióda zodpovedá pootočenie 2n radiánoch časť celkovej doby periódy môže byť úmerne vyjadrená ako zlomok uhla plné rotácie 2n.

Výkyvy neexistujú samy o sebe - zvuk, svetlo, vibrácie je vždy superpozície, superpozícia veľkého počtu oscilácií z rôznych zdrojov. Samozrejme, že výsledkom superpozície dvoch alebo viacerých vibrácií ovplyvniť ich parametrov, vrátane a fáza kmitania. Formula celkom kmitanie obvykle nonharmonic, tak môže mať veľmi zložitý tvar, ale to sa stáva len zaujímavejšie. Ako bolo uvedené vyššie, akékoľvek non-harmonické kmitanie môže byť reprezentovaný ako veľké množstvo harmonické rovnakej amplitúdy, frekvencie a fázy. Matematiku, táto operácia sa nazýva "expanzia v rade", a je široko používaný vo výpočtoch, napríklad, pevnosť konštrukcie a zariadenia. Základom pre tieto výpočty je štúdium harmonických kmitov so všetkými parametrami, vrátane fázy.