Активне гасіння вібрацій в пластинчастих елементах конструкцій із ортотропного матеріалу - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ХАРКІВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ УДК 539.37 621.31 Спеціальність 05.02.09 - динаміка та міцність машин Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук АКТИВНЕ ГАСІННЯ ВІБРАЦІЙ В ПЛАСТИНЧАСТИХ ЕЛЕМЕНТАХ КОНСТРУКЦІЙ ІЗ ОРТОТРОПНОГО МАТЕРІАЛУ Клітной Володимир Вікторович Харків - 2009 Дисертацією є рукопис Роботу виконано на кафедрі «Динаміка та міцність машин» Національного технічного університету “Харківський політехнічний інститут” Міністерства освіти і науки України. Харків; кандидат технічних наук Овчаренко Віталій Володимирович, АТ Українська промислова енергетична компанія, керівник групи інженерних розрахунків, м. Харків. Захист відбудеться 30.06.2009 р. о 14-30 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.050.10 у Національному технічному університеті “Харківський політехнічний інститут” за адресою: 61002 м. Харків, вул. Фрунзе, 21. Системи активного гасіння вібрацій знаходять застосування в різних областях техніки (машинобудування, авіабудування, будівництво, ракетно-космічні комплекси). Висока інтегрованість п’єзоелектричних елементів та їх властивість щодо забезпечення широкого частотного діапазону дозволяють активно використовувати останні в якості сенсорів або актуаторів в активно керованих структурах. Дисертаційна робота виконувалася на кафедрі динаміки та міцності машин Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут» в рамках держбюджетної науково-дослідної теми МОН України «Розробка математичних моделей та методів розрахунку нелінійного деформування і пошкоджуваності елементів конструкцій при інтенсивних навантаженнях» (№ ДР 0106U001473), де здобувач був виконавцем розділів, пов’язаних з дослідженням процесів активного гасіння вібрацій у композиційних пластинах. Метою дисертаційної роботи є вирішення проблеми зменшення динамічних вібрацій пластинчастих елементів конструкцій за рахунок активної взаємодії п’єзоелектричних компонентів з ортотропною структурою. ортотропний актуатор п’єзоелектричний вібрація Відповідно до мети досліджень вирішені наступні задачі: запропонувати математичну модель, що описує реакцію ортотропної пластини на дію п’єзоелектричних плівкових актуаторів; розробити методику розрахунку процесу активного гасіння вібрацій в ортотропних пластинах за допомогою інтегрованих п’єзоелектричних сенсорів і актуаторів; здійснити заміну дії п’єзоелектричного плівкового актуатора на ортотропну пластину механічними моментами, що діють на гранях елементу; виконати чисельні дослідження в області гасіння вібрацій бортових плат; провести експериментальні дослідження ефективності гасіння коливань в ортотропних пластинах за допомогою адаптивної системи контролю вібрацій, побудованої на базі плівкових п’єзокерамічних елементів. Проведено аналіз сил і моментів, викликаних дією пари симетрично розташованих і працюючих у протифазі п’єзоелектричних елементів; здійснено математичне моделювання дії п’єзоелектричного актуатора на ортотропну пластину на основі заміни її механічними моментами, отримано результати для трьох варіантів такої заміни, що дозволяє значно спростити взаємозв’язок між різними скінченими елементами при скінчено-елементному моделюванні; запропонована схема активного гасіння вібрацій в ортотропних пластинах за допомогою плівкових п’єзокерамічних елементів; проведені експериментальні дослідження активного гасіння коливань композитної пластини, результати яких дозволили ствердити доцільність промислового впровадження запропонованої адаптивної системи, для гасіння вібрацій в пластинчатих елементах конструкцій машинобудівної, літакобудівної та ін. галузей промисловості.