Затухающие и вынужденные крутильные колебания многочасовых систем.

Затухание колебаний происходит вследствие трения стержня в подшипнике, маховика о воздух, а также из-за внутримолекулярного трения в стержне. При колебаниях маховик поворачивается относительно своего первоначального положения на некоторый угол ф в ту и другую сторону и при затухающих колебаниях этот угол будет непрерывно уменьшаться. Отклонение маховика от первоначального положения называют амплитудой колебаний. При затухании колебаний независимо от уменьшения амплитуды частота колебаний остается постоянной. Очевидно, что для поддержания колебаний маховика нужно периодически прикладывать к нему внешний (возмущающий) момент.

Крутильные колебания, возникающие под влиянием внешних сил, называются вынужденными. Частота вынужденных колебаний равна частоте приложения возмущающих сил. Если частота вынужденных крутильных колебаний совпадает с частотой собственных, то возникает явление резонанса. При этом амплитуда колебаний будет возрастать до максимального размера, что может привести систему к разрушению. Рассмотренная выше система стержень—маховик имеет только одну частоту собственных колебаний и называется простой одномассовой системой. Если на длинном валу закрепить через определенные промежутки несколько маховиков и повернуть их на некоторый угол, закрутив тем самым участки вала между маховиками, а затем отпустить, то получим сложные крутильные колебания такой уп-

Рис 66. Одномассовая (а) и многомассовая (б) системы крутильных колебанийругой многомассовой системы. Система будет иметь не одну частоту собственных колебаний, а несколько (на единицу меньше числа закрепленных маховиков).

Коленчатый вал дизеля можно также представить себе состоящим из упругих участков, между которыми закреплены массы, представляющие собой кривошипы с присоединенными к ним шатунами и поршнями. К этой системе добавляется также вращающаяся масса якоря генератора, присоединенного к коленчатому валу через дизель-генераторную муфту.

Во время работы дизеля на коленчатый вал действуют усилия от давления газов на поршни и инерционные усилия от движущихся частей. Воздействия эти регулярно повторяются в определенной последовательности и с частотой, пропорциональной частоте вращения коленчатого вала. Благодаря переменному характеру приложения вращающего момента массы, закрепленные на валу, будут совершать крутильные колебания, при которых происходит периодическое закручивание и раскручивание упругих участков вала. Крутильные колебания накладываются на установившееся вращение вала. Так как коленчатый вал дизеля имеет несколько вращающихся масс, то он имеет и несколько собственных частот крутильных колебаний.