ДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДИАДЫ С РАЗНОРОДНЫМИ ПАРЦИАЛЬНЫМИ СИСТЕМАМИ

Елисеев Андрей Владимирович

2017 / Том 21, №5 (124) 2017 [ МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ ]

ЦЕЛЬ. Предлагается новый подход к оценке динамических взаимодействий, формируемых в механических колебательных системах при силовых внешних возмущениях. Основой подхода является использование понятия о диаде. Диада представляет собой структурное образование, состоящее из двух массоинерционных элементов, связанных между собой упругими звеньями в виде пружин. Диада выделяется из структуры колебательной системы при ее изоляции от контактов с опорными поверхностями при обнулении жесткостей связывающих упругих элементов. Цель исследования заключается в разработке метода построения математических моделей диады и оценки ее динамических свойств, проявляющихся при взаимодействии с внешними структурами и элементами системы. МЕТОДЫ. Используется метод структурного математического моделирования, в рамках которого механическая колебательная система соотносится со структурной схемой, эквивалентной в динамическом отношении системе автоматического управления. Для оценки динамических свойств диад используются передаточные функции системы, правила преобразования структур и технология частотного анализа. При этом рассматриваются особенности динамических свойств системы, в которой парциальные блоки образуют смешанную группу: одна парциальная система осуществляет поступательное движение, а вторая - угловое вращательное колебание. РЕЗУЛЬТАТЫ. Показано, что не все виды колебательных систем могут содержать диады, в частности, это относится к колебательным системам в виде твердого тела на упругих опорах. Рассмотрены особенности математических моделей диад в разных системах координат. Показано, что диада является структурой основополагающего типа, определяющей возможности развития системы, формирующиеся при наложении связей. К числу таких свойств относятся режимы динамического гашения колебаний, особенности связей межпарциальных частот с собственными частотами колебаний и др. ВЫВОДЫ. Развитие представлений о диадах и их свойствах могут использоваться в решении задач динамического синтеза виброзащитных систем, синтезе механических цепей, в задачах робототехники, мехатроники, молекулярной механики и её приложениях.

Ключевые слова:

диада, парциальные системы, передаточные функции, динамическое гашение колебаний

Библиографический список:

1. Clarence W. de Silva. Vibration. Fundamentals and Practice. Boca Raton, London, New York, Washington, D.C.: CRC Press, 2000. 957 p.
2. Елисеев С.В., Резник Ю.Н., Хоменко А.П. Мехатронные подходы в динамике механических колебательных систем: монография; отв. ред.: П.А. Лонцих, А.В. Лукьянов. Новосибирск: Наука, 2011. 383 с.
3. Karnovsky I.A., Lebed E. Theory of Vibration Protection. Springer International Publishing, Switzerland, 2016. 708 р.
4. Елисеев С.В., Артюнин А.И. Прикладная теория колебаний в задачах динамики линейных механических систем. Новосибирск: Наука, 2016. 459 с.
5. Banakh L., Kempner M. Vibrations of Mechanical Systems with Regular Structure. Berlin; Heidelberg: Springer, 2010. 262 p.
6. Банах Л.Я. Колебания механических систем с самоподобной структурой // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. 2011. № 4 (2). С. 52–53.
7. Коловский М.З. Автоматическое управление виброзащитными системами. М.: Наука, 1976. 320 с.
8. Дружинский И.А. Механические цепи: монография. Л.: Машиностроение. 1977. 240 с.
9. Гальперин И.И. Автоматика как односторонняя механика: монография. М.: Энергия, 1964. 264 с.
10. Eмельянов С.В., Коровин С.К. Новые типы обратной связи. Управление при неопределенности. М.: Наука, 1997. 352 с.
11. Генкин М.Д., Рябой В.М. Упругоинерционные виброизолирующие системы. Предельные возможности, оптимальные структуры. М.: Наука, 1988. 191 с.
12. Хоменко А.П., Елисеев С.В., Ермошенко Ю.В. Системный анализ и математическое моделирование в мехатронике виброзащитных систем. Иркутск: Изд-во ИрГУПС. 2012. 288 с.
13. Harris, С.М., Сrеdе C.E. Shock and Vibration Handbook. New York: McGraw — Hill Book Со, 2002. 1457 p.
14. Белокобыльский С.В., Елисеев С.В., Кашуба В.Б. Импедансные подходы как одна из форм оценки динамических свойств механических колебательных систем в структурном математическом моделировании // Системы. Методы. Технологии. 2015. № 4 (28). С. 7–15.
15. Хоменко А.П., Елисеев С.В. Развитие энергетического метода определения частот свободных колебаний механических систем // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2016. № 1 (49). С. 8–19.
16. Хоменко А.П., Елисеев С.В. Характеристическое частотное уравнение: структура, динамическая жесткость, особенности взаимодействия элементов системы // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2016. № 2 (50). С. 12–24.
17. Белокобыльский С.В., Елисеев С.В., Кашуба В.Б. Упругие элементы: динамические свойства, возможности обобщенных подходов. Квазипружины // Системы. Методы. Технологии. 2016. № 2 (30). С. 7–17.
18. Хоменко А.П., Елисеев С.В. Рычажные связи в механических цепях: динамические эффекты // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2016. № 4 (52). С. 8–16.
19. Елисеев С.В., Артюнин А.И., Большаков Р.С. Механические цепи в структурных схемах виброзащитных систем. Методика определения динамических реакций // Вестник Всероссийского научно-исследовательского и проектно-конструкторского института электровозостроения. 2015. № 1 (69). С. 93–111.
20. Елисеев С.В., Паршута Е.А., Каимов Е.В., Кинаш Н.Ж. Механизмы в структуре виброзащитных систем: математические модели, оценка динамических свойств (Часть I) // Вестник ВСГУТУ. 2014. № 6 (51). С. 37–44.
21. Елисеев С.В., Паршута Е.А., Каимов Е.В., Кинаш Н.Ж. Механизмы в структуре виброзащитных систем: математические модели, оценка динамических свойств (Часть II) // Вестник ВСГУТУ. 2015. № 1. С. 52–60.
22. Тимошенко, С.П., Янг Д.Х., Уивер У. Теория колебаний в инженерном деле. М.: Машиностроение. 1985. 472 с.
23. Гуськов А.М., Пановко Г.Я., Шохин А.Е. Расчет стержневой пространственной системы виброизоляции твердого тела при транспортной вибрации // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2012. № 2. С. 17–24.
24. Зоммерфельд А. Механика; пер. с нем. Т.Е. Тамм. М.-Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2001, 368 с.
25. Ден-Гартог Д.П. Механические колебания. М.: Физматгиз, 1960. 574 с.
26. Eliseev S.V., Lukyanov A.V., Reznik Yu.N., Khomenko A.P. Dynamics of mechanical systems with additional ties. Irkutsk: Publishing Irkutsk State University, 2006. 316 p.
27. Елисеев С.В., Лонцих П.А., Кашуба В.Б., Паршута Е.А., Каимов Е.В., Нгуен Д.Х. Новые подходы в динамике механических упруго-инерционных систем с рычажными связями // Наука и образование в жизни современного общества: сб. науч. тр. по материалам Междунар. науч.-практ. конф.; в 12 ч. (г. Тамбов, 30 декабря 2014 г.). Тамбов: Изд-во ООО «Консалтинговая компания Юком», 2015. С. 75–85.
28. Елисеев С.В., Резник Ю.Н., Хоменко А.П., Засядко А.А. Динамический синтез в обобщенных задачах виброзащиты и виброизоляции технических объектов. Иркутск: Изд-во ИГУ, 2008. 523 с.
29. Лурье А.И. Аналитическая механика. М.: ГИФМЛ, 1961. 824 с.
30. Елисеев С.В., Каимов Е.В., Выонг К.Ч. Динамическая жесткость колебательной системы и ее связь с особенностями самоорганизации движения элементов // Вестник СамГУПС. 2016. № 3 (33). С. 17–27.

Файлы:

• реферат (скачать | просмотреть) - скачано 39 раз
• 3.pdf (скачать | просмотреть) - скачано 34 раза