Provozní vibrace - vibrace fáze

Oscilační procesy - důležitým prvkem moderní vědy a techniky, takže jsou vždy věnována pozornost studiu, jako jeden z „věčných“ problémy. Úkolem jakéhokoliv poznání - nikoli pouhé zvědavosti, a jeho použití v každodenním životě. A za to, že jsou každý den a jsou zde nové technické systémy a mechanismy. Jsou na cestách, které ukazují jeho podstatu, dělá nějakou práci, nebo je připevněn, zachovat možnost za určitých podmínek, přejít do stavu pohybu. Jaký je pohyb? Aniž bychom se pouštěli do džungle, bereme nejjednodušší výklad: změna hmotné polohy těla ve vztahu k jakékoliv souřadného systému, který se běžně považuje za fixní.

Mezi velkým počtem různých možností pro pohyb zvláštního zájmu osciluje, který se vyznačuje tím, že systém opakuje změnu svého původu (nebo fyzikálních veličin) v pravidelných intervalech - cyklů. Tyto vibrace se nazývají periodické nebo cyklické. Mezi nimi jsou samostatnou skupinou harmonických kmitů, ve které jsou charakteristické znaky (rychlost, zrychlení, poloha v prostoru, atd), se mění sinusoidně v čase, to znamená, má sinusový tvar. Pozoruhodná vlastnost harmonických kmitů je, že jejich kombinace je nějaké jiné možnosti, včetně a non-harmonické. Velmi důležité pojetí ve fyzice je „fáze oscilace“, což znamená, že poloha oscilačního fixaci těla v určitém čase. Fáze měřená v úhlových jednotkách - radiánech poněkud libovolný, stejně jako vhodný způsob vysvětlit periodické procesy. Jinými slovy, to určuje hodnotu fázového současného stavu oscilujícího systému. Jinak to nejde - protože fluktuace fáze je argument funkce, která popisuje tyto výkyvy. Skutečná hodnota fáze pro pohyb vibračního znaku může znamenat souřadnic, rychlosti a dalších fyzikálních parametrů, které se liší ve tvaru sinu, ale společné nich je časová závislost.

Ukazují, že tato fáze kmitání není obtížná - to by vyžadovalo jednoduchý mechanický systém - nit, r dlouhé a visí na to „materiální bodu“ - bob. My upevnit nit ve středu pravoúhlého souřadného systému a nutí naše „kyvadlo“ cool. Dejme tomu, že byl ochoten to udělat s úhlovou rychlostí w. Potom, v průběhu t zatížení úhlu natočení času je φ = hm. Navíc, tento výraz by měl být považován za počáteční fázi kmitání jako úhel φ0 - poloha systému před zahájením pohybu. To znamená, že celkový úhel otáčení, fáze se vypočte ze vztahu cp = hm + φ0. Potom se výraz pro harmonické funkce a výstupek koordinovat zatížení na ose X, lze psát:

x = A * cos (wt + φ0), kde A - amplituda kmitání, v tomto případě rovná r - poloměr vlákna.

Podobně, stejný výstupek na ose Y se zapisuje takto:

y = A * sin (wt + φ0).

Mělo by být zřejmé, že fáze kmitání znamená v tomto případě neměří otáčení „úhel“, a úhlový rozsah doby, po kterou vyjadřuje čas v úhlových jednotkách. Během této doby je zátěž otočí o určitý úhel, který může být jednoznačně určena z toho, že úhlová rychlost pro cyklické kolísání w = 2 * n / T, kde T - kmitání období. V důsledku toho, je-li jedna perioda odpovídá pootočení 2n radiánech část celkové doby periody může být úměrně vyjádřena jako zlomek úhlu plné rotace 2n.

Výkyvy neexistují samy o sobě - zvuk, světlo, vibrace je vždy superpozice, superpozice velkého počtu oscilací z různých zdrojů. Samozřejmě, že výsledkem superpozice dvou nebo více vibrací ovlivnit jejich parametrů, včetně a fáze kmitání. Formule celkem kmitání obvykle nonharmonic, tak může mít velmi složitý tvar, ale to se stává jen zajímavější. Jak bylo uvedeno výše, jakékoliv non-harmonické kmitání může být reprezentován jako velké množství harmonické stejné amplitudy, frekvence a fáze. Matematiku, tato operace se nazývá „expanze v řadě“, a je široce používán ve výpočtech, například, pevnost konstrukce a zařízení. Základem pro tyto výpočty je studium harmonických kmitů se všemi parametry, včetně fáze.