示例

示例

例 求解如下图所示的系统,该机的非线性振动方程为:

18d4d1

某自同步式振动机的力学模型

18-057-02-1

式中

18-057-02-2

18-057-02-3

式中 mm——物料质量,kg;

μ——摩擦因数;

Δt——冲击时间,s,Δt→0;

——物料抛掷运动结束,落至机体瞬时速度,m/s;

——物料落至机体瞬时机体速度,m/s;

φd——物料做抛掷运动的抛始角,rad;

φz——物料做抛掷运动终止相角,称为抛止角,rad;

δ——振动方向角;

φ1——物料在机体槽台上与槽台开始作等速运动时的相角;

φ2——物料在机体槽台上与槽台开始有相对运动时的相角;

φ3——物料在机体槽台上与槽台停止有相对运动时的相角;此时物料在机体槽台上与槽台又开始作等速运动,相当于又一次的相角φ1。(φ2-φ1)为物料与槽台作一次等速运动的相角差,(φ3-φ2)为物料与槽台作一次相对运动的相角差,在机体槽台的一个运动循环中,物料未跳起之前可能有几个这样的相角差

该机做直线振动,因此,y=ssinδ  x=scosδ

解 非线性方程的等效线性方程为:

18-058-01-1

非线性方程的一次近似解为:

18-058-01-2

对小阻尼振动机来说αy≈αx,所以,φy≈φx=φ,推求非线性作用力一次谐波傅里叶系数,代入非线性方程(在忽略非线性作用力的二次以上谐波项,过程从略)可求得:

18-058-01-3

因而,物料的等效质量系数和等效阻尼系数为:

18-058-01-4

将振动y和x合成为振动s后的等效线性方程为:

18-058-01-5

18-058-01-6

该方程的一次近似解:s=Assin(ωt-αs)

18-058-01-7