6.10.  Резонансные эффекты

Казалось бы, все просто: если объект А и объект Б соеди­нены в техническую систему, надо согласовать ритмику действия объектов, прежде всего — собственные частоты колебаний, или частоту вынужденных колебаний одного объекта с собственной частотой колебаний другого объекта. Эту премудрость будущие инженеры постигают еще в детстве, раскачивая качели, а потом нередко забывают. В результате появляются технические системы, грубо нарушающие закон согласования ритмики.

Сыпучий материал, хранящийся в емкости дозатора, должен проходить сквозь зазор между стенками этой емкости и корпусом вибратора. При выклю­ченном вибраторе материал неподвижен — его держат силы тре­ния. Когда включен вибратор, материал начинает течь в зазор. И вот частоту вибраций предложено согласовать с частотой собственных колебаний потока (а. с. 793876). Такое техническое ре­шение вполне могло появиться на 20…30 лет раньше.

Использование резонанса привлекательно тем, что не тре­бует усложнения оборудования и дополнительных затрат, — виб­рирующий инструмент уже есть, нужно лишь правильно выбрать рабочую частоту. В а. с. 317797 предложено для ослабления угольного пласта действовать импульсами с частотой, равной собственной частоте колебаний угольного массива. За шесть лет до этого предлагалось просто действовать импульсами — и вот сработало правило раскачки качелей: согласовали ритмику сис­темы «вибратор — уголь».

Иногда приходится бороться с ре­зонансом. Например, мембрана микрофона должна одинаково хо­рошо колебаться в широком диапазоне частот, так, словно у нее нет резонансной частоты. А. с. 794782 предлагает такое решение: с целью улучшения частотной характеристики мембрана снабжена крепежными элементами, каждый из которых имеет свою резо­нансную частоту.

Более сложный случай: дана система из двух элементов, как расстроить резонанс, если нельзя менять размеры и массу элементов? Ответ: надо ввести один из элементов в режим вы­нужденных колебаний с нерезонансной частотой. Такая идея ис­пользована, например, в а. с. 423618.

Таким образом, явление резонанса можно использовать в следующих случаях:

· для улучшения процесса транспортировки;

· разрушения материалов;

· смешивания, разделения смесей;

· избирательной вибрации отдельных элементов системы;

· измерения параметров объекта (массы, жесткости, геометрических раз­меров и т. п.);

· измерения параметров среды, в кото­рой находится объект;

· обнаружения трещин и т. п. повреж­дений;

· гашения резонансных колебаний.