Виды колебательных процессов

В зависимости от причин, которые возбуждают колебательный процесс, различают следующие виды колебаний:

  • свободные колебания
  • вынужденные колебания,
  • автоколебания,
  • параметрические колебания.

Свободные колебанияпроисходят в системах, которые в начальный момент времени выводятся из состояния равновесия, после чего причины возбуждения устраняются и система продолжает движение при отсутствии внешних воздействий. Колебания происходят за счет запаса энергии, которую получила система при начальном возбуждении.

Вынужденные колебанияхарактеризуются тем, что система находится под постоянным действием внешних динамических нагрузок. Энергия, необходимая для поддержания процесса колебаний, поступает за счет работы внешних воздействий.

Параметрические колебаниятакже возникают при внешних воздействиях, однако они происходят не от воздействия динамических нагрузок, а предопределяются изменением во времени параметров самой системы – масс или жесткостей.

Автоколебаниявозникают при отсутствии внешних воздействий за счет внутреннего источника энергии и имеют периодический характер.

Все реальные колебательные системы имеют внутреннее трение, в результате чего энергия, которая поддерживает колебательный процесс, постепенно рассеивается. Происходит так называемая диссипация энергии. Аналогичное влияние оказывает сопротивление среды, в которой происходят колебания. Поэтому для поддержания процесса колебаний необходимо иметь постоянный приток энергии, без чего они постепенно прекратятся, затухнут. Во многих случаях, однако, затухание имеет незначительную величину, которая допускает решение задач без учета диссипации энергии. Соответственно различают колебания с учетом и без учета сил сопротивления. Для свободных колебаний применяют понятие затухающихи незатухающихколебаний.

Различают линейныеи нелинейные колебания. Первые из них характерны для, так называемых, линейных колебательных систем, которые описываются линейными

дифференциальными уравнениями. Такие колебания называют также малыми, или упругими, поскольку линейная деформируемость сохраняется лишь при малых упругих перемещениях системы. Для линейных колебаний справедлив принцип независимости действия сил (принцип суперпозиции): общий эффект действия нескольких динамических нагрузок можно представить как сумму действий каждой из них в отдельности.

Наконец можно классифицировать колебания в зависимости от характера деформаций, которые возникают в системе. С этой точки зрения колебания продольные, поперечные, крутильные, изгибно-крутильные и т.п.

Урок 353. Колебательный контур


Читать еще…

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: