36. Цель и задачи испытаний конструкций динамической нагрузкой.

В соответствии с объектом, задачами и методикой эксперимента, можно выделить три основные группы испытаний динамической нагрузкой:

1) испытание конструкций существующих зданий и сооружений;

2) испытание строительных деталей серийного изготовления;

3) научно-исследовательские испытания.

Указанные испытания выполняются с целью:

- определения влияния динамических нагрузок на прочность, выносливость, жёсткость и трещиностойкость строительных конструкций;

- оценки возможности установки на конструкциях механизмов, создающих динамические воздействия, чтобы не допустить резонанс и вредное влияние вибраций на ход технологических процессов и на условия труда, когда колебания оказывают отрицательное физиологическое воздействие на организм человека;

- разработки мероприятий по уменьшению колебаний;

- проверки расчётных характеристик и качества, серийно изготавливаемых и эксплуатируемых конструкций по частоте и интенсивности затухания собственных колебаний;

- проверка научных гипотез;

- проверка несущей способности новых изобретённых конструкций.

37. Виды динамических нагрузок и характеристики колебаний при динамических испытаниях.

Виды: Периодическая нагрузка – это нагрузка, прикладываемая к сооружению через определенный период. Источниками периодических нагрузок являются различные машины и механизмы: электродвигатели, металлообрабатывающие станки, вентиляторы, центрифуги и др. Если их вращающиеся части не уравновешены, то они при работе вызывают гармоническую нагрузку (нагрузку, изменяющуюся по закону синуса или косинуса). Такая нагрузка называется вибрационной нагрузкой. Поршневые компрессоры и насосы, штамповочные машины, дробилки, копры и др. создают негармоническую нагрузку.

Импульсные нагрузки создаются взрывом, падающими грузами или частями силовых установок (молотов, копров и др.).

Подвижные нагрузки создаются железнодорожными составами, автомобильным транспортом и др.

Весьма опасными являются недетерминированные (случайные) нагрузки. Это – ветровые, сейсмические, взрывные нагрузки.

Характеристики колебаний. В колебательной системе происходит периодический переход одного вида энергии в другой, когда потенциальная энергия (энергия, зависящая от положения системы) переходит в кинетическую энергию (энергию движения) и наоборот.Важной характеристикой колебательного процесса является форма колебаний – это кривая, показывающая положение точек колебательной системы относительно положения равновесия в фиксированный момент времени. Простейшие формы колебаний можно и наблюдать. Например, хорошо видны формы колебаний провода, висящего между двумя столбами, или струны гитары.

Колебания, происходящие при отсутствии внешней нагрузки, называются свободными колебаниями. Свободные колебания диссипативной системы являются затухающими, потому что ее полная энергия убывает. Энергия консервативной системы остается постоянной, и ее свободные колебания будут незатухающими. Однако в природе консервативных систем не существует, поэтому их колебания изучаются только теоретически. Свободные колебания консервативных систем называютсясобственными колебаниями.

Периодические колебания – это колебания, удовлетворяющие условию y(t)=y(t+T). Здесь T – период колебаний, т.е. время одного колебания. Периодические колебания имеют и другие важные характеристики. Например, амплитуда a – это половина размаха колебания: a=(y_max – y_min )/2, круговая частота  – число колебаний за 2 секунды, техническая частота f – число колебаний за одну секунду. Обе эти частоты и период взаимосвязаны:

(Гц), (рад/с).

Гармонические колебания – это колебания, изменяющиеся по закону  или Здесь  – фаза колебаний, – начальная фаза.

Вынужденные колебания возникают под воздействием внешних сил.

Вибрация – это вынужденные колебания, происходящие с относительно малой амплитудой и не слишком малой частотой.