Influence of reflected waves on the form of the time course of a force

• Autorzy: Parchański, J.

Warianty tytułu

PL

Wpływ fal odbitych na kształt przebiegu siły w funkcji czasu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

There is no need to take into account wave effect when analysing dynamic properties of a mechanical system and interpreting measurement results if the force acting on the system is a slow-variable one ([omega] < 100 rad/s or [delta sigma]/[delta] t < 10[do potęgi]10 Pa/s). However, neglecting influence of wave effect when designing a mechanical system and measuring or interpreting measurement resultr if the force is a fast-variable one ([omega] > 10 krad/s or [delta sigma]/[delta] t > 10[do potęgi]12 Pa/s) can be the reason for large differences between theoretical considerations and measurement results. If the end (x=1) of an elastic object is not mechanically impedance - matched there occur reflected waves. These reflected waves interfere with the original (primary) wave and cause that the time course of the force F(x,t) at a cross-section x differs from the time course of the force acting for example, on the object fore-part (x=0). In case of the mechanical impedance matching of the object end (Zm2=Zmw, N=0) the wave reflected from the end does not exist. The original wave is not distorted with reflected waves. The waveform of the force F(x,t) at any cross-section of coordinate x is approximatelly the same as the waveform of the force F(0,t) acting on the object fore-part. Waveform distortion of the force F(x,t) depends on: angular velocity [omega] of variations of the force F(0,t) acting for instance on the object fore-part, boundary conditions of the object, damping of the object and coordinate x of the analysed cross-section.

PL

Analizując dynamiczne właściwości układu mechanicznego i interpretując wyniki pomiarów siły wolnozmiennej ([omega] < 100 rad/s) lub [delta sigma]/[delta]t < 10[do potęgi]10 Pa/s) nie trzeba uwzględniać zjawiska falowego. Natomiast pominięcie wpływu zjawiska falowego przy projektowaniu układu mechanicznego oraz przy pomiarach i interpretacji wyników pomiarów siły szybkozmiennej ([omega] > 10 krad/s lub [delta sigma]/[delta] t > 10[do potęgi]12 Pa/s), może być przyczyną dużych rozbieżności między obliczeniami teoretycznymi a wynikami pomiarów. Jeżeli koniec (x=1) obiektu sprężystego nie jest mechanicznie dopasowany impedancyjnie, to powstają fale odbite. Te fale nakładają się na falę pierwotną i powodują, że przebieg siły F(x,t) w przekroju x znacznie różni się od przebiegu siły działającej np. na początek (x=0) obiektu. Zniekształcenie przebiegu siły F(x,t) zależy od: pulsacji [omega] zmian siły F(0,t) działającej np. na początek obiektu, od warunków brzegowych obiektu, od stopnia tłumienia i od współrzędnej x analizowanego przekroju. Tylko w przypadku gdy koniec obiektu jest mechanicznie dopasowany impedancyjnie (Zm2=Zmw, N=0), nie ma fali odbitej od końca. Fala pierwotna nie jest zniekształcona falami odbitymi. Kształt przebiegu siły F(x,t) w dowolnym przekroju o współrzędnej x jest w przybliżeniu taki sam jak kształt przebiegu siły F(0,t) działającej na początek obiektu.

• Czasopismo: Metrologia i Systemy Pomiarowe
• Rocznik: 1999
• Tom: T. 6, z. 4
• Strony: 325-338
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Parchański, J.

• Politechnika Śląska, Katedra Metrologii i Automatyki Elektrotechnicznej