fjærsystem

Et fjærsystem er en mekanisk eller strukturell konfigurasjon som består av en eller flere fjærer og ofte dempere som kobler til masser eller komponenter for å gi elastiske og energilagrende egenskaper. Slike systemer brukes til å modellere og kontrollere vibrasjoner i alt fra kjøretøy til bygninger.

Modellering og analyse: For et enkelt masse-fjær-dempersystem beskrives bevegelsen av massen med m x'' + c x' + k x = F(t). Her er m massen, k fjærens stivhet, c dempingskoeffisienten, og F(t) en ytre kraft. For flere frihetsgrader gjelder M x'' + C x' + K x = F(t). Viktige størrelser er naturlig frekvens ω_n = sqrt(k/m) og dempningsforholdet ζ = c/(2 sqrt(m k)). Systemet kan analyseres ved egenverdier og modusformer for å forstå vibrasjonenes oppførsel, og ved tid-domain eller frekvensdomene metoder for respons.

Typer og konstruksjon: Systemer kan være lineære eller ikke-lineære avhengig av materialer og geometri. Lineære modeller antar små forlengelser og konstant k og c, mens ikke-lineariteter og friksjon kan være viktige ved større bevegelser. Fjærsystemer kan være passive (kun fjær og demper) eller aktive (med aktuatorer og kontrollstrategier) slik at responsen styres i sanntid.

Anvendelser: I kjøretøyindustrien brukes fjærsystemer i hjuloppheng og støtdemping for å redusere vibrasjoner og opprettholde kontakten med veien. I bygg- og anlegg brukes de i vibrasjonsisolasjon av bygninger og installasjoner mot seismiske eller maskinelle krefter. De er også viktige i presisjonsmaskiner, verktøy og møbler som krever demping eller kontroll av bevegelse.

Se også: massetsystem, vibrasjonsdynamikk, kontrollteori.