|
|
Под действием сил взаимного притяжения они сближаются и последовательно образуют вс╦ более крупные объекты вплоть до сверхскошкений галактик (эскалация масштабов).
Процесс фрагментации возможен, если по к.-л. причинам в спектре нач. возмущений диссипируют неоднородности в масштабах менее 101& A/Q, как это, напр.,
имеет место в модели нейтринной Вселенной, в к-рой осн. масса приходится на космологич. нейтрино (предполагается, что нейтрино имеют массу ~10≈100 эВ). В модели фрагментации первыми возникают сгущения вещества с Л/~101Б A/Q, прич╦м они имеют характерную
форму «блинов» ~- сильно сплюснутых газовых облаков повышенной плотности. С течением времени «блины» разрастаются и смыкаются друг с другом, образуя связную ячеистую структуру. Образование галактик в этой модели связано с дроблением (фрагментацией) «блинов» на части.
Если осн. доля массы Вселенной приходилась на слабовзаимодействующие релятивистские частицы (нейтрино или др.), то ведущим фактором в образовании К. с. В. являлся рост возмущений в распределении этих частиц, К сгусткам газа релятивистских частиц под действием сил тяготения подтягивалось обычное вещество (барионы). Как в иерархич, модели, так и в модели фрагментации предполагается, что галактики образовались n;i неоднородностей барионной компоненты и осн. роль при этом играли газодинамич. и тепловые процессы.
Наблюдаемая К. с. В. не получила исчерпывающего объяснения ни в одной из предложенных теорий, хотя качественно лучше согласуется с картиной фрагментации, естественно объясняющей анизотропию и связность сверхскоплений, а также существование «ч╦рных областей». Возможно, что в природе осуществлялся нек-рый промежуточный вариант.
Тесная связь процесса образования К. с. В. с типом элементарных частиц, доминирующих в ср. плотности Вселенной в эпоху образования К. с. В., позволяет использовать изучение К. с. В. для исследований ряда физ. свойств этих частиц, пока не осуществимых в совр. лабораториях. Так, космологич, данные ограничивают массу всех типов стабильных нейтрино и антинейтрино величиной 2mv<100 эВ.
Лит.: Шандарин С, Ф., Д о р о ш к е в и ч А. Г., Зельдович Я. Б., КрупиомасштаПная структура Вселенной, «УФН», 1983, т, 139, с. ИЗ; Пиблс Ф. Д ж. Э,, Структура Вселенной в больших масштабах, ттер. с англ., М_, litHri; Oort J. H,, SupercLusterg, «Ann. Bev. Astron. Astrn-phys.», 198:^, v, 21, p, 373, С, Ф. Шаидарин. КРУТИЛЬНЫЕ КОЛЕБАНИЯ ≈ механич. колебания, при к-рых упругие элементы испытывают деформации сдвига. Имеют место в разл. машинах с вращающимися валами: в поршневых двигателях, турбинах, генераторах, редукторах, трансмиссиях транспортных машин.
К. к. возникают в результате неравномерности не-рподич. момента как движущих сил, так и сил сопротивления. Неравномерность крутящого момента вызывает неравномерность изменения угловой скорости вала, т. с, то ускорение, то замедление вращения. Обычно вал представляет собой чередование участков с малой массой и упругой податливостью с более ж╦сткими участками, на к-рых закреплены значит. массы, В каждом сечении пала будет своя степень неравномерности вращения, поскольку в одинаковый промежуток времени массы проходят разные углы и, следовательно, движутся с разными скоростями, что созда╦т переменное кручепие вала и динамич. знакопеременные напряжения, гл. обр. касательные.
При совпадении частот собств. колебаний системы с частотой ттсриодич. крутящего момента движущих сил и сил сопротивления возникают резонансные колебания. В этом случае повышается уровень динамич. переменных напряжений; возрастает акустич. шум, излучаемый работающей машиной. Динамич. знакопе-
ременные напряжения при неправильно выбранных (заниженных) размерах вала, недостаточной прочности его материала и возникновении резонанса могут превысить предел выносливости, что привед╦т к усталости материала вала и его разрушению.
При расч╦те К. к. валов машин часто пользуются расч╦тной схемой с двумя дисками, соедин╦нными упругим стержнем, работающим на кручение. В атом случае собств. частота
где Д ≈ момент инерции 1-го диска, /2 ≈ момент инерции 2-го диска, С ≈ крутильная ж╦сткость стержня, Для круглого стержня диаметром d и длиной I С= =nd*G/32l, где G ≈ модуль сдвига. Более сложные расч╦тные схемы содержат большее число дисков, соедин╦нных стержнями и образующих последоват. цепи, а иногда ≈ разветвл╦нные и кольцевые цени. Расч╦г собств. частот форм и вынужденных К. к, по этим расч╦тным схемам производится на <)ВМ.
Др. примером К. к. является крутильный маятник, к-рый представляет собой диск, закрепл╦нный на одном конце стержня, работающего на кручение и ж╦стко заделанного др. концом. Собств. частота такого маят-
ника /= (1/2л) V С//, где / ≈ момент инерции диска. Приборы с использованием крутильного маятника применяют для определения модуля упругости при сдвиге, коэф. внутр. трения тв╦рдых материалов при сдвиге, коэф. вязкости жидкости.
К. к. возникают в разнообразных упругих системах; в нек-рых случаях возможны совместные колебания с разл. видами деформации элементов системы, напр. изгибно-крутильиые колебания. Так, при определ. условиях пол╦та под действием аэродинамич, сил иногда возникают самовозбуждающие сн изгибно-крутилъные колебания крыла самол╦та (т. н. флаттер), к-рые
могут вызывать разрушение крыла.
Лит.: Ден-Гартог Д. П., Механически^ колебания, пер. с англ., М., i960; М а с л о о Г. С., Расч╦ты колебаний оалов. Справочник, 2 изд., М., 19SO; Вибрации в технике. Справочник, под ред. В. В. Болотина, т. 1, М,, 197&; Силовые передачи транспортных машин, Л., 1982. А. В. Сипев.
КРУЧЕНИЕ ≈ деформация стержня, вала и др., характеризующаяся взаимным поворотом поперечных сечений друг относительно друга вокруг центр, оси стержня под действием крутящих моментов (пар сия), приложенных к его концам. К. пластинок и оболочек возникает под действием моментов внутр. касат. сил, появляющихся при их деформации.
Задача о К. круглых стержней (валов) решается в предположении, что все поперечные сечения стержня в процессе деформации остаются плоскими, расстояния между поперечными сечениями не изменяются, а радиусы, провед╦нные в них, остаются прямыми. В результате действия крутящихся моментов два поперечных сечения стержня на расстоянии I поворачиваются на угол <р (рис. 1), наз. углом закручивания. Угол закручива- рис. 1. ния, приходящийся на единицу длины стержня, паз.
относит, углом закручивания 0. В круглых стержнях имеет место свободное (нестесн╦нное), или чистое, К., при к-ром возникают только касат. напряжения. Относит. угол накручивания и касат. напряжения при чистом К. в упругой стадии работы материала стержня определяются по ф-лам
Кручение круглого вала.
Ш
X ш
У
т _ /ГГ' т ~ ~7 ≈ Р' тмакс ≈ ту
к
к
где Мк ≈ крутящий момент, равный сумме крутящих
531
34'
