ارتعاشات پديده اي قدرتمند در صنعت دنيا
- توضیحات
- دسته: مجموعه شماره 1
- منتشر شده در دوشنبه, 18 دی 1391 08:54
- نوشته شده توسط Mehdi Jahanbakhsh
ارتعاشات پديده اي قدرتمند در صنعت دنيا
همانگونه كه ميدانيد اغلب فعاليت هاي انسان به گونه اي با ارتعاشات سرو كاردارد.به عنوان مثال:دليلي كه براي شنيدن وجود دارد اين است كه پرده گوش مرتعش ميشود يا دليل ديدن اجسام نوسان امواج نور است.در گذشته دانشمندان براي فهم پديده هاي طبيعت و ابداع نظريه هاي رياضي ارتعاشات تلاش مي كردند.اما امروزه ارتعاشات قدرتي مثال زدني در طراحي ماشينها وفونداسيون ها وسازه ها وموتورها وتوربين ها وسيستمهاي كنترلي دارد.اغلب ماشينها به علت نا ميزاني در موتورهايشان مشكل نوسان دارند.اين ناميزاني ممكن است ناشي از نقص طراحي يا ساخت باشد.مثلاًً:چرخهاي ناميزان بعضي لوكوموتيوها در سرعت هاي زياد ممكن است تا بيش از يك سانتي متر از روي ريل بلند شوند.در توربينها ارتعاشات باعث شكست قطعات ميشود.مهندسان هنوز نتوانسته اند راهي براي شكست تيغه ها وچرخ توربينها كه ناشي از ارتعاشات است را پيدا كنند.اصولاَ سازه هايي كه به عنوان تكيه گاه ماشينهاي سانتريفو‍‍ژسنگين (مانند موتورها وتوربين ها)يا براي ماشين هاي رفت و برگشتي(مانند موتورهاي بخاري و گازي،وپمپها) طراحي ميشوند دستخوش نوسان ميشوند.در تمام اين موارد،قطعات مرتعش ممكن است بر اثر تنش تكراري دستخوش خستگي شده و بشكنند.اينگونه ارتعاشات علاوه بر فرسودن سريع قطعاتي مانند ياتاقان ها وچرخ دنده ها،و شل كردن پيچ و مهره ها،سرو صداي اضافي نيز ايجاد كند.در تراش فلزات،ارتعاشات باعث كاهش پرداخت سطوح ميشود.
پديده تشديد(رزونانس):
وقتي فركانس طبيعي ارتعاشات يك سيستم با فركانس برانگيزش خارجي برابر ميشود پديده تشديد رخ ميدهد.در شكل مقابل پل تاكومانروز را مشاهده ميكنيد كه دراول ژولاي سال 1940افتتاح شد وسپس در هفتم نوامبرهمان سال در اثر ارتعاشات باد فرو ريخت.
بر خلاف آثار مذكور،ارتعاشات كاربردهاي مفيد صنعتي نيز دارد.در سالهاي اخيركاربرد وسايل مرتعش مثل:تسمه نقاله ها،قيفها،غربالها،كمپاكتورها،ماشينهاي لباسشويي،مسواكهاي الكتريكي،شمع كوبي،آزمايشهاي نوساني مواد،و حتي در پرداخت سطح قطعات مكانيكي ازارتعاشات استفاده ميشود.ارتعاشات باعث بهبود بازده بعضي فرآيندهاي ماشين كاري ،ريخته گري،آهنگري و جوشكاري ميشود.ازارتعاشات براي شبيه سازي زلزله در تحقيقات زمين شناسي،وبراي مطالعه طراحي ركتورهاي هسته اي نيزاستفاده ميشود.
تحقيقات چيني ها درباره زلزله:
همانگونه كه ميدانيد كشورچين سرزميني زلزله خيزاست.درزمانهاي قديم چيني ها با زلزله هاي متعددي مواجه شده بودند.صدوسي ودوسال پس ازميلاد،(زانگ هنگ)اولين لرزه نگاررا براي زلزله اختراع كرد.اين لرزه نگارازبرنزريختگي ساخته شده بود و قطرآن 8chi(1chi=0.237m)و به شكل جام شراب بود.درداخل اين جام،مكانيزمي قرارداشت متشكل ازآونگهايي كه پيرامون آنها هشت اهرم،هركدام در يك جهت قرارداشتند.هشت مجسمه اژدها،كه هركدام يك گوي برنزي دردهان داشتند،درخارج لرزه نگارقرارگرفته بودند.در زيرهراژدها يك قورباغه با دهان باز قرارداشت.زلزله،درهرجهت،باعث كج شدن آونگ درآن جهت مي شد،واهرم را درسر اژدها فشارميداد.درنتيجه،دهان اژدها بازميشد وتوپ برنزي را رها ميكرد.توپ با صداي جرينگ به داخل دهان قورباغه مي افتاد.به اين ترتيب اززمان وجهت وقوع زلزله آگاه ميشدند.بنابراين يكي ازاهداف مهم مطالعه ارتعاشات كاهش دادن ارتعاشات ازطريق طراحي درست ماشين آلات وتكيه گاههاي آنهاست(علت اصلي ارتعاشات نا بالانسي جرمي است).دراين رابطه،مهندس مكانيك سعي ميكند تا ناميزاني ماشين آلات را به حداقل برساند(سيستم را دمپرينگ ميكند)،ومهندس سازه سعي ميكند فونداسيون ها را طوري طراحي كند كه تاَثير نيروهاي ناميزان بر آن بي اثر باشد.
