机械设计学第七章.ppt

①适当采用断续焊缝和吸振接头，提高机械结构的抗振能力。②焊接结构内部充填混凝土来增加阻尼，铸造结构内部保留型芯的方法增加阻尼，提高结构的动刚度。有资料表明：混凝土的阻尼5倍于铸铁，15倍于钢。③选用内阻尼较大的材料制造结构。在焊接结构中，可采用减振合金和减振钢板作为机械结构材料。典型的减振合金有铁索体不锈钢，锰钢合金等。第157页,共176页，星期六，2024年，5月图10—2为预应力钢筋混凝土液压机机架，由于施加了预应力，使混凝土在受压状态下工作时，具有一定的承受动载作用的能力。第158页,共176页，星期六，2024年，5月4.临界转速机器或机械传动部分的轴系是一个具有无穷多个自由度的弹性系统，因而具有无穷多个固有频率。当轴系旋转角速度与系统的某一固有频率之一重合时将会发生共振，有可能使转动部件和支承它的固定部件承受过大的载荷，或者引起过大的变形，使密封、轴承等失效。在习惯上，把发生共振时的转速称之为临介转速。第159页,共176页，星期六，2024年，5月1）旋转轴的临界转速旋转轴在某一速度下运转时，是处于不稳定的状态，很容易产生大幅的横向振动，这种象是共振的结果。一根旋转轴的临界转速是轴在横向做自由振动时的固有频率。图10—3为具有一个圆盘的轴。为了简化起见，忽略轴的质量。假定C是圆盘的质心，e是圆盘质心相对于旋转轴的偏心距。在旋转时，由于偏心距的作用，圆盘的离心力将使轴产生变形，变形的大小用x表示。设轴的长度为L，轴的两端为铰接；轴是等截面，其截面惯性矩为I，圆盘在两个支座的中央。则轴的横向弯曲刚度如式(10—3)所示：第160页,共176页，星期六，2024年，5月第161页,共176页，星期六，2024年，5月2）影响旋转轴临界转速的因素①临界转速值与轴系的结构特征。例如转子的几何尺寸、支承间跨距、材料的弹性模量、联轴器的质量和刚度，以及支承座、底板、基础的动刚度、轴承、密封的动特性(例如油膜)等因素有关。一般来说提高轴系的动刚度可以提高临界转速。但这些因素的影响较复杂，不能用简单的表达式说明其间的定量关系。在方案设计阶段，通常需要对多个方案的临界转速分析计算进行比较选择。第162页,共176页，星期六，2024年，5月②单个转子的临界转速与多转子系的临界转速和振型，二者之间是不相同的。这与各转子之间的联结条件有关，不能用简单的关系式来表示。一般来说，在设计时应分别进行计算。③从理论上说，轴系具有无穷多阶临界转速，但在工程上有意义的是前几阶临界转速。如果最高工作转速低于第一阶临界转速0.7倍，则在设计时可认为不存在临界转速问题。第163页,共176页，星期六，2024年，5月6.热辐射1）辐射和热辐射物体通过电磁波来传递能量的方式称为辐射。因热的原因而发出辐射能的现象称为热辐射。2）辐射换热辐射与吸收过程的综合作用造成了以辐射方式进行的物体间的热量传递称辐射换热。第125页,共176页，星期六，2024年，5月自然界中的物体都在不停的向空间发出热辐射，同时又不断的吸收其他物体发出的辐射热。说明：辐射换热是一个动态过程，当物体与周围环境温度处于热平衡时，辐射换热量为零，但辐射与吸收过程仍在不停的进行，只是辐射热与吸收热相等。第126页,共176页，星期六，2024年，5月3）传导、对流、辐射的评述①传导、对流两种热量传递方式，只在有物质存在的条件下，才能实现，而热辐射不需中间介质，可以在真空中传递，而且在真空中辐射能的传递最有效。②在辐射换热过程中，不仅有能量的转换，而且伴随有能量形式的转化。第127页,共176页，星期六，2024年，5月在辐射时，辐射体内热能→辐射能；在吸收时，辐射能→受射体内热能，因此，辐射换热过程是一种能量互变过程。③辐射换热是一种双向热流同时存在的换热过程，即不仅高温物体向低温物体辐射热能，而且低温物体向高温物体辐射热能，第128页,共176页，星期六，2024年，5月④辐射换热不需要中间介质，在真空中即可进行，而且在真空中辐射能的传递最有效。因此，又称其为非接触性传热。⑤热辐射现象仍是微观粒子性态的一种宏观表象。第129页,共176页，星期六，2024年，5月二、热膨胀(热弹变形）机械系统中所用的材料在受热时耍发生膨胀，因此设计时必须考虑到发热较多所造成的后果。当环境温度变化显著或摩擦发热时、设计中都需把热膨胀的物理影响控制在允许范围内，以便机器正常工作。1.线膨胀系数对于固体线膨胀系数(单位为1/℃)可定义为：第130页,共176页，星期六，2024年，5月第131页,共176页，星期六，2024年，5月2