TAILIEUCHUNG - Độ cứng âm và ứng dụng trong thực tế
: Trong hệ dao động một bậc tự do, để ngăn dao động từ nền thì hệ nên có độ cứng nhỏ nhất có thể. Tuy nhiên với cùng một khối lượng, độ cứng của hệ nào càng nhỏ thì chuyển vị ban đầu càng lớn và tới một mức nào đó thì độ biến dạng quá lớn không thể chấp nhận đựơc. Trong bài báo này, lò xo có độ cứng âm đựơc giới thiệu. Khi một lò xo độ cứng âm được mắc song song với lò xo, thông thường thì có thể làm cho độ cứng của hệ có thể bằng không. Những thí nghiệm cũng đựơc giới thiệu trong bài báo này sẽ chứng minh khả năng ngăn dao động của hệ lò xo độ cứng âm. | TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 9, SỐ 8 -2006 ĐỘ CỨNG ÂM VÀ ỨNG DỤNG TRONG THỰC TẾ Nguyễn Hồng Ngân, Lưu Thanh Tùng Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG-HCM (Bài nhận ngày 26 tháng 01 năm 2006, hoàn chỉnh sửa chữa ngày 27 tháng 08 năm 2006) TÓM TẮT: Trong hệ dao động một bậc tự do, để ngăn dao động từ nền thì hệ nên có độ cứng nhỏ nhất có thể. Tuy nhiên với cùng một khối lượng, độ cứng của hệ nào càng nhỏ thì chuyển vị ban đầu càng lớn và tới một mức nào đó thì độ biến dạng quá lớn không thể chấp nhận đựơc. Trong bài báo này, lò xo có độ cứng âm đựơc giới thiệu. Khi một lò xo độ cứng âm được mắc song song với lò xo, thông thường thì có thể làm cho độ cứng của hệ có thể bằng không. Những thí nghiệm cũng đựơc giới thiệu trong bài báo này sẽ chứng minh khả năng ngăn dao động của hệ lò xo độ cứng âm. THIỆU Một hệ dao động một bậc tự do có thể mô hình hóa gồm khối lượng, lò xo và giảm chấn (Hình 01). Theo [3],[8], khi tần số tự nhiên càng thấp thì bandwith càng hẹp và hệ sẽ suy giảm dao động càng nhanh ở tần số cao. Tần số tự nhiên có thể đơn giản đựơc viết như (1). Với cùng một khối lượng, muốn giảm tần số tự nhiên thì độ cứng của lò xo phải giảm. Tuy vậy, [3] đã cho thấy rằng giảm độ cứng lò xo bị hạn chế do độ biến dạng tĩnh của lò xo. Nếu muốn đạt tần số tự nhiên thấp hơn 1 Hz thì chiều dài của lò xo tối thiểu dài 0,5 m. Điều này là bất khả thi trong thực tế. Chính vì vậy không thể giảm độ cứng bằng phương pháp thông thuờng. ω= K m (1) Nơi đây, K là độ cứng lò xo nâng, m là khối lượng vật. ω là tần số riêng của hệ. Hình hình dao động 1 bậc tự do Hình 2. Tần số tự nhiên càng thấp, bandwith càng hẹp và dao động sẽ suy giảm nhanh ở tần số cao Theo [3], lò xo khí (air spring) có thể đạt được độ cứng thấp như có thể. Độ cứng của lò xo khí có thể viết như sau: k= γ .PA 2 V0 (2) Nơi đây, γ là hệ số giãn nở đoạn nhiệt, P là áp suất, V0 là thể tích ban đầu, A là diện tích của lò xo khí Trang 13 Science & Technology Development, Vol 9, 2006 Khi gia .
đang nạp các trang xem trước
