Связность возмущений, частоты колебаний и узловые точки в оценке динамических взаимодействий элементов механических колебательных систем


Авторы

Елисеев А. В.

Иркутский государственный университет путей сообщения, ИрГУПС, ул. Чернышевского, 15, Иркутск, 664074, Россия

e-mail: eavsh@ya.ru

Аннотация

Рассматривается проблема оценки, формирования и коррекции динамических состояний технических объектов, находящихся в условиях интенсивных нагружений. К недостаткам традиционных средств оценки параметров вибрационных взаимодействий, к примеру, равномерности вибрационного поля, может быть отнесена необходимость оценки динамических состояний в различных точках с помощью специализированных датчиков, что может представлять дополнительные сложности в агрессивных условиях работы вибрационных стендов технологических агрегатов. В качестве модельного объекта, динамическое состояние которого оценивается, выступает рабочий орган вибрационной технологической машины, представляющий собой массивное твердое тело, находящееся в условиях вибрационного нагружения. Задача заключается в определении связей между параметрами динамических взаимодействий для оценки особенностей вибрационных режимов, реализующихся в форме малых установившихся колебаний относительно положения статического равновесия. Используется методология структурного математического моделирования, в рамках которой расчетной схеме в виде механической колебательной системы, сопоставляется эквивалентная в динамическом отношении система автоматического управления. Для режимов установившихся моногармонических колебаний установлена связь между тремя ключевыми параметрами динамического взаимодействия элементов механической колебательной системы: частотой колебаний, узловыми точками и связностью возмущений. В качестве примера практического применения установленной связи разработано средство оценки частоты колебаний технического объекта на основе связности внешних возмущений и положения узловой точки присоединенного твердого тела.

Ключевые слова:

механическая колебательная система, структурное математическое моделирование, передаточные функции, связность внешних возмущений, узлы колебаний, частоты внешних возмущений, оценка динамического состояния

Библиографический список

  1.  Асташев В.К., Бабицкий В.И., Вульфсон И.И. Динамика машин и управление машинами. – Москва: Машиностроение, 1988. - 240 с.
  2.  Бабичев А.П., Бабичев И.А. Основы вибрационной технологии. – Ростов-на-Дону: Изд-во ДГТУ, 2008. – 693 с.
  3.  Liping Peng, Haishen Jiang, Xihui Chen, Deyang Liu, Huihui Feng, Lei Zhang, Yuemin Zhao, Chusheng Liu. A review on the advanced design techniques and methods of vibrating screen for coal preparation // Powder Technology. 2019. V. 347, P. 136-147. DOI: 10.1016/j.powtec.2019.02.047
  4.  Xiaokuan Zhao, Yimiao Huang, Wei Dong, Jiaping Liu, Guowei Ma. A review of compaction mechanisms, influencing factors, and advanced methods in concrete vibration technology // Journal of Building Engineering. 2024. V. 93, P. 109847. DOI: 10.1016/j.jobe.2024.109847
  5.  Jiang Y.Z., He K.F., Dong Y.L., Yang D-lian, Sun W. Influence of Load Weight on Dynamic Response of Vibrating Screen // Shock and Vibration. 2019. V. 1, P. 4232730. DOI: 10.1155/2019/4232730
  6. Xishan Jiang, Ning Wang, Ming Jin, Jing Zheng, Jie Pan. Vibration and force properties of an actuator formed from a piezoelectric stack within a frame structure // Sensors and Actuators A: Physical. 2024. V. 369, P. 115161. DOI: 10.1016/j.sna.2024.115161
  7. Пановко Г.Я. Динамика вибрационных технологических процессов. – Москва-Ижевск: НИЦ «Регуларная и хаотическая динамика», Институт компьютерных технологий, 2006.- 176 с.
  8. Копылов Ю.Р. Динамика процессов виброударного упрочнения: монография. – Воронеж: ИПЦ «Научная книга», 2011. – 568 с.
  9. Елисеев С.В., Елисеев А.В., Большаков Р.С., Хоменко А.П. Методология системного анализа в задачах оценки, формирования и управления динамическим состоянием технологических и транспортных машин. – Новосибирск: Наука, 2021. – 679 с.
  10. Eliseev S.V., Eliseev A.V. Theory of Oscillations. Structural Mathematical Modeling in Problems of Dynamics of Technical Objects. Series: Studies in Systems, Decision and Control, Vol.252. Springer International Publishing, Cham, 2020, 521 p.
  11. Eliseev A.V. Structural Mathematical Modeling Applications in Technological Machines and Transportation Vehicles. Hershey, PA: IGI Global, 2023. 288 p. DOI: 10.4018/978-1-6684-7237-8
  12. Кузнецов Н.К. Динамика управляемых машин с дополнительными связями. - Иркутск: Иркутский государственный технический университет, 2009. - 290 c.
  13. Ганиев Р.Ф. Фундаментальные и прикладные проблемы нелинейной волновой механики и машиностроения. Прорывные волновые технологии и волновое машиностроение // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2019. № 6. С. 3-33. DOI: 10.1134/S0235711919060051
  14. Blekhman I.I. Vibrational Mechanics: Nonlinear Dynamics Effects, General Approach, Applications. World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd. 2000.
  15. Иориш Ю.И. Виброметрия. - Москва: Изд-во машиностроительной литературы, 1963. - 756 с.
  16. Вибрации в технике. Том 5. Измерения и испытания / Под ред. Генкина М.Д. - Москва: Машиностроение, 1981. 496 с.
  17. Елисеев С.В., Кузнецов Н.К., Большаков Р.С., Артюнин А.И. Динамическое состояние вибрационной машины: узлы колебаний, центры жёсткости, коэффициенты связности // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2019. Т. 63. № 3. С. 45–52. DOI: 10.26731/1813-9108.2019.3(63).45–52
  18. Елисеев С.В., Ситов И.С. Характерные особенности формирования динамических состояний вибрационных технологических машин // Системы. Методы. Технологии. 2019. № 2 (42). С. 13-17.
  19. Елисеев А.В., Кузнецов Н.К., Миронов А.С. Карты динамических инвариантов в оценке режимов движений механических колебательных систем // Труды МАИ. 2023. № 128. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=171386. DOI: 10.34759/trd-2023-128-05
  20. Елисеев С.В. Кузнецов Н.К., Большаков Р.С., Артюнин А.И. Динамическое состояние вибрационной машины: узлы колебаний, центры жесткости, коэффициенты связности // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2019. № 3 (63). С. 45-52. DOI: 10.26731/1813-9108.2019.3(63).45-52
  21.  Ганиев Р.Ф., Кононенко В.О. Колебания твердых тел. - Москва: Наука, 1976. - 432 с.
  22. Скоробогатых И.В. О Плоских движениях деформируемого спутника в центральном гравитационном поле относительно центра масс // Труды МАИ. 2016. № 89. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=72511
  23. Калашников С.Т. Мокин Ю.А., Швалева Р.К. Об изменении положения центра давления острого конуса с малыми вариациями поверхности при гиперзвуковом обтекании // Труды МАИ. 2017. № 96. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=85668
  24. Лурье А.И. Операционное исчисление и его приложения к задачам механики. – Москва-Ленинград: Гос. изд-во техн.-теорет. лит., 1950. - 432 с.
  25. Елисеев А.В., Большаков Р.С., Николаев А.В., Миронов А.С. Устройство и способ для оценки динамических состояний рабочих органов вибрационных технологических машин. Патент RU2820169С1. Бюлл. 16, 30.05.2024.


Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2025

 Вход