Мембрана

Определение "Мембрана" в Большой Советской Энциклопедии

Мембрана. Формы колебаний

Мембрана (от лат. membrana - кожица, перепонка), гибкая тонкая плёнка, приведённая внешними силами в состояние натяжения и обладающая вследствие этого упругостью. От Мембрана следует отличать пластинку, упругие свойства которой зависят от её материала и толщины. Примеры Мембрана - кожа, натянутая на барабане, тонкая металлическая фольга, играющая роль подвижной обкладки конденсаторного микрофона. В зависимости от формы внешнего контура, по которому осуществляется натяжение, различают Мембрана прямоугольные, круглые, эллиптические и т. д. Собственные колебания Мембрана представляются системами стоячих волн с той или иной картиной узловых линий, которыми разделяются части Мембрана, колеблющиеся с противоположными фазами (рис.); внешний контур, по которому зажимается Мембрана, всегда является узловой линией, если закрепление таково, что отсутствует смещение, перпендикулярное плоскости Мембрана Различным системам стоячих волн соответствуют различные частоты колебаний, совокупность которых определяет дискретный спектр собственных частот Мембрана Вынужденные колебания Мембрана под действием сосредоточенных или распределённых периодических внешних сил происходят с частотой внешнего воздействия; при её совпадении с одной из собственных частот Мембрана имеет место резонанс.

  В технике Мембрана называют также тонкую гибкую пластинку, жёсткость которой на изгиб равна нулю. Обычно Мембрана закрепляется по контуру, на котором создаётся натяжение, обеспечивающее работу Мембрана как упругой системы. Максимальный прогиб Мембрана под действием равномерно распределённой нагрузки интенсивностью р на единицу площади W, перекрываемой Мембрана, определяется приближённой формулой:

где s - натяжение, приложенное на единицу длины контура, а K - коэффициент, зависящий от очертания Мембрана в плане (для квадратной Мембрана K = 0,080, для круглой - 0,078, для треугольной - 0,063). Расчёт Мембрана при больших прогибах производится с учётом продольных деформаций; для круглой Мембрана максимальный прогиб определяется по формуле:

(r - радиус Мембрана, Е - модуль пфодольной упругости материала Мембрана, h - толщина Мембрана).

Мембрана может быть изготовлена из различных материалов. Металлическая Мембрана (фосфористая и бериллиевая бронзы, фольга, хромоникелевая сталь) применяются в анероидах, измерительных устройствах, работающих в условиях высоких температур, в телефонных трубках и звукозаписывающих устройствах (диктофонах). Неметаллические Мембрана (резина, кожа, корд, пластмассы, прорезиненная, хлопчатобумажная, капроновая, шёлковая ткань и т. п.) используются в качестве чувствительных элементов, преобразующих изменения давления в линейные перемещения в дифманометрах, в устройствах пневмоавтоматики, в мембранных (диафрагменных) насосах, а также в качестве силовых элементов в исполнительных механизмах пневматических регулирующих клапанов.