Повышение эффективности виброизоляции виброактивного оборудования за счет прерывистого демпфирования - Автореферат

01.02.06 - Динамика, прочность машин, приборов и аппаратуры Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наукРабота выполнена в ФГБОУ ВПО «Госуниверситет-УНПК» (г. Научный руководитель - доктор технических наук, профессор Чернышев Владимир Иванович Официальные оппоненты - Лопа Игорь Васильевич доктор технических наук, профессор ТУЛГУ; Защита состоится «29» мая 2012 года в 1000 часов на заседании диссертационного совета Д 212.182.03, созданного на базе ФГБОУ ВПО «Госуниверситет-УНПК», по адресу: 302020, г. Объявление о защите диссертации и автореферат диссертации размещены на официальном сайте Высшей аттестационной комиссии при Министерстве образования и науки Российской Федерации по адресу и на сайте ФГБОУ ВПО «Госуниверситет-УНПК»Наряду с этим, при работе, например, такого оборудования как мостовые краны, кран-балки генерируется силовое воздействие, которое вызывает различные деформации упругих элементов. В области резонансных частот коэффициент динамичности, определяющий интенсивность динамических реакций, уменьшается с увеличением демпфирования, но не может быть меньше единицы, т.е. в пределе при блокировке системы виброизоляции динамические реакции будут равны силовому воздействию. Следовательно, при использовании пассивных систем виброизоляции, реализующих «постоянное» демпфирование, достижение минимума коэффициента динамичности при изменении частоты силового возмущения не может быть обеспечено. Как следствие, отсутствуют апробированные оптимальные алгоритмы управления процессом демпфирования, а также научно-обоснованные методики и программы расчета параметров соответствующих демпфирующих устройств и систем виброизоляции в целом. Провести комплекс численных экспериментов по оценке влияния параметров базовых моделей виброизоляции на значения коэффициента динамичности (динамических реакций);Во второй главе приведены методики и программное обеспечение для расчета динамических реакций базовых моделей (модель I - абсолютно жесткая балка на упругодемпфирующих опорах, модель II - балка как система с распределенными параметрами на упругодемпфирующих опорах), которые позволяют производить оценку эффективности виброизоляции данных моделей с позиций вибробезопасности. Систему дифференциальных уравнений движения балки как абсолютно твердого тела на упругодемпфирующих опорах можно записать в следующем виде: Здесь - масса балки; - осевой момент инерции; - вязкое трение; - жесткость; - силовое возмущение; - частота силового возмущения; - координата точки приложения силы; - длина балки; - координаты, определяющие перемещение левой и правой упругодемпфирующих опор Динамические реакции и , воспринимаемые несущими элементами можно определить по формулам: Соответственно, коэффициенты динамичности, характеризующие степень виброизоляции несущих элементов в точках крепления упругодемпфирующих опор, можно определить из соотношений: ; , где , . Для расчета динамических реакций балки на упругодемпфирующих опорах с учетом ее изгибной жесткости и конструкционного трения, использовалось дифференциальное уравнение в частных производных: Здесь приняты следующие дополнительные обозначения: - масса единицы длины балки; - изгибная жесткость балки; - коэффициент, характеризующий диссипативные свойства материала; - вязкое трение; - импульсная функция; - силовое возмущение; - поперечное перемещение, как функция координаты и времени . Ставится задача - обеспечить существенное снижение динамических реакций, воспринимаемых несущим элементом (основанием) виброизолятора при детерминированном силовом возмущении , за счет оптимального процесса демпфирования.В ходе диссертационного исследования была решена актуальная научно-практическая задача по снижению интенсивности динамических реакций, воспринимаемых несущими элементами конструкций при работе виброактивного оборудования посредством управления процессом демпфирования в системе виброизоляции, имеющей существенное значение в области динамики систем управляемой виброизоляции. В результате проведенного информационного поиска по патентным документам, отечественным и зарубежным статьям и литературным изданиям в области управляемых виброзащитных систем, выявлено, что управляемые виброизоляторы более эффективны по сравнению с пассивными аналогами, которые не всегда обеспечивают снижение динамических реакций в рабочем диапазоне частот силового возмущения. Получен оптимальный алгоритм управления процессом демпфирования в виде синтезирующей функции прерывистого типа, которая определяет условия включения в работу и выключения из работы демпфера вязкого сопротивления. Доказано, что оптимальное управление процессом демпфирования обеспечивает существенное снижение динамических реакций упругодемпфирующих опор по сравнению с пассивным аналогом.

2. КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ