При установке на конструкции оборудования и машин, создающих периодические нагрузки (машин с вращающимися частями, кривошипно-шатунными механизмами и т.п.), амплитуда некоторого перемещения или внутреннего усилия зависит как от частот собственных колебаний конструкции ωi (i = 1, …, n), так и от частоты θ возмущающей силы
P = P0 sin (θt).
Амплитудное значение P0 гармонической нагрузки определяется заданием на проектирование и зависит от конструкции того оборудования, которое вызывает эту нагрузку. При отсутствии точных данных можно воспользоваться рекомендациями СНиП 2.02.05-87 "Фундаменты машин с динамическими нагрузками" и принять
\[ P_{\mathrm{0}} = \mu \sum\limits_{k=1}^m {Q_{k} } \quad, \]
где Qk — вес каждого ротора машины, а коэффициент μ определяется по таблице 1:
Таблица 1
Тип машины |
Коэффициент μ |
|---|---|
Турбомашины |
0,20 |
Электрические машины с числом оборотов nоб в минуту: свыше 750 от 750 до 500 менее 500 |
0,20 0,15 0,10 |
Центрифуги с диаметром ротора d, м |
d (nоб/1000)2 |
Центробежные насосы |
0,15 |
Дымососы и вентиляторы |
0,8 (nоб/1000)2, но не менее 0,20 |
В силу неточности определения частот собственных колебаний, вызванной как приближенным представлением расчетной схемы, так и ошибками округления при арифметических вычислениях, а также возможной нестабильностью круговой частоты возмущения θ, достигающей 10%, возникает необходимость в оценке поведения системы при изменении частоты θ в некотором диапазоне от θ1 до θ2. В особенности это может оказаться важным при значениях θ, приближающихся к одной из собственных частот ωi (околорезонансный режим), что может произойти при пуске или останове машины. Зависимость амплитудного значения некоторой компоненты напряженно-деформированного состояния (перемещения, напряжения, внутреннего усилия) от частоты возмущения θ называется амплитудно-частотной характеристикой (АЧХ). Она определяется расчетом системы на гармоническое воздействие при частотах возмущающей силы, меняющихся в заданном интервале. Амплитудное значение силы P0 остается при этом неизменным.