| Предисловие к первому изданию | 3
|
| Введение | 5
|
| Глава I. Некоторые общие положения | 15
|
| 1. Элементы изгибного колебательного движения вращающегося вала | 15
|
| 2. Внешнее и внутреннее сопротивления | 20
|
| Глава II. Стационарные колебания неуравновешенного вала | 22
|
| 1. Вал с одним диском посередине | 22
|
| 2. Устойчивость вала с неуравновешенным диском в середине при действии внутреннего и внешнего трения | 37
|
| Глава III. Нестационарный переход гибкого вала через критическое число оборотов | 47
|
| 1. Вал без трения, лежащий на жестких опорах | 48
|
| 2. Вал с трением | 56
|
| 3. Вал на упруго-податливых опорах | 60
|
| 4. Демонстрация нестационарного перехода вала через критическую скорость на модельной установке | 63
|
| Глава IV. Колебания вала круглого сечения с сосредоточенными и распределенными по длине массами | 66
|
| 1. Вал с одним несимметрично расположенным диском | 66
|
| 2. Вал с несколькими дисками | 83
|
| 3. Вал на упругих опорах. Возбуждение обратной процессии при помощи «прямой» нагрузки | 86
|
| 4. Устойчивость вала, лежащего на упругих опорах | 91
|
| Глава V. Колебания вала круглого сечения с массой, распределенной по его длине | 97
|
| 1. Частоты собственных колебаний и критические скорости вала с распределенной массой | 97
|
| 2. Стационарные колебания вала с распределенной по длине массой | 106
|
| 3. Нестационарные колебания вала с распределенной по длине массой | 114
|
| Глава VI. Метод «динамической жесткости» и его обобщения | 117
|
| 1. Определение динамической жесткости в основных случаях при отсутствии трения | 119
|
| 2. Обобщение метода динамической жесткости для систем с трением | 122
|
| 3. Колебания вала или стержня с демпфером (вязкой опорой) | 133
|
| 4. Общее заключение по главе VI | 135
|
| Глава VII. Критические скорости многоопорных роторов, лежащих на массивно-упругих опорах | 137
|
| 1. Опытное определение упругой податливости опоры ротора | 138
|
| 2. Ротор, лежащий на массивно-упругих опорах | 141
|
| 3. Связанные роторы, лежащие на массивно-упругих опорах | 147
|
| Глава VIII. Частоты собственных колебаний вала, имеющего неодинаковые главные моменты инерции поперечного сечения | 160
|
| 1. Свободные колебания вала с одним диском посередине | 161
|
| 2. Устойчивость вала с одним диском посередине | 162
|
| 3. Собственные колебания вала с распределенной по длине массой | 166
|
| 4. Уравнения частот для случая; когда условия закрепления вала в двух плоскостях одинаковы | 168
|
| 5. Уравнения частот для случая, когда условия закрепления вала в двух плоскостях неодинаковы | 176
|
| 6. Уравнения частот для случая, когда различие граничных условий в двух плоскостях связано с присоединением упругой детали | 185
|
| Глава IX. Вынужденные колебания вала, имеющего неодинаковые главные моменты инерции поперечного сечения | 192
|
| 1. Колебания вала с одним неуравновешенным грузом посередине | 192
|
| 2. Колебания вала постоянного сечения с равномерно распределенной массой под действием собственного веса | 196
|
| 3. Колебания вала со ступенчатым изменением поперечного сечения (ротора генератора) | 207
|
| 4. Нестационарный переход вала через критическую скорость от действия собственного веса | 210
|
| Глава X. Некоторые опытные данные, полученные измерением колебаний тяжелых роторов и их опор | 219
|
| 1. Критические числа оборотов | 219
|
| 2. Резонансное «усиление» напряжений в роторе и оценка раскачивающей силы | 227
|
| Глава. XI. Влияние деформаций сдвига на поперечные колебания вращающегося вала с распределенными по длине дисками | 229
|
| 1. Вал круглого сечения | 230
|
| 2. Вал с «двоякой» жесткостью | 234
|
| Заключение | 240
|
| Литература | 244
|
Развитие турбостроения характеризуется как ростом скоростей, механической и тепловой нагруженности основных, в особенности вращающихся узлов, так и увеличением мощности и размерности агрегатов. Надежность работы турбомашин тесно связана с вибрационной отстройкой как ротора в целом, так и его элементов, а также с обеспечением допустимого уровня их колебательной напряженности.
Настоящая книга посвящена вопросам изгибных колебаний вращающихся роторов, лежащих в основе расчета их критических скоростей, методов балансировки, оценки устойчивости в межкритических областях скоростей вращения и прочности в условиях длительной работы и повторных пусков.
Теоретическое рассмотрение схематизированного ротора как стержневой системы при прохождении критических скоростей с учетом внешних и внутренних сопротивлений в линеаризированной трактовке позволило проанализировать напряженность на переходных режимах, показать роль опор с анизотропной жесткостью, значение неуравновешенности и неравножесткости гибкого ротора и ряда других факторов, являющихся существенными для конструирования и динамической наладки турбомашин.
Теоретическая разработка основывается на эффективном обобщении метода динамической жесткости при комплексной трактовке колебательного движения ротора во вращающейся системе координат, а также на углублении анализа спектра частот собственных колебаний в связи с распределенными гироскопическими воздействиями, влиянием деформаций сдвига, особенностями опорных условий и других параметров, характеризующих динамические свойства ротора.
Результаты некоторых экспериментальных наблюдений как на роторах в натуре, так и на лабораторной модели, изложенные в книге, качественно соответствуют теоретическим выводам.
Работы по исследованию критических скоростей выполнялись автором книги в контакте с конструкторским бюро и лабораториями Ленинградского Металлического завода и завода «Электросила». Это позволило разработать ряд предложений излагаемых методов к расчету роторов современных паровых турбин и турбогенераторов и тем самым показать практическую сторону результатов исследований.
С. В. Сервисен, 1959 г.
Диментберг Федор Менасьевич
Советский и российский физик. Доктор технических наук (1956), профессор (1963), член Национального комитета СССР по теоретической и прикладной механике (1983). В 1932 г. окончил Одесский институт инженеров гражданского и коммунального строительства. Работал в Институте механики и Институте машиноведения АН СССР. Основные научные труды Ф. М. Диментберга — в области теории колебаний, теории машин и пространственных механизмов, теории винтов. Он проводил исследования по вибрациям в машиностроении и выполнял технические задания, исходящие от Правительства СССР, принимал активное участие в работе ряда правительственных комиссий. Сочинения: «Изгибные колебания вращающихся валов» (1959), «Определение положений пространственных механизмов» (1950), «Колебания машин» (в соавторстве; 1964), «Винтовое исчисление и его приложения в механике» (1965), «Теория винтов и ее приложения» (1978), «Теория пространственных шарнирных механизмов» (1982), «Пространственные шарнирные механизмы: замкнутые и открытые кинематические цепи» (в соавторстве; 1991).
