Разработка методов создания цельнометаллических многокомпонентных виброизоляторов с конструкционным демпфированием тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.06 ВАК РФ

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ СОЗДАНИЯ ЦЕЛЬНОМЕТАЛЛИЧЕСКИХ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ ВИБРОИЗОЛЯТОРОВ С КОНСТРУКЦИОННЫМ ДЕМПФИРОВАНИЕМ

Специальность 01.02.06 - Динамика, прочность машин, приборов и аппаратуры

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук

2 и лп3 ГС 12

Самара-2011

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королёва (национальный исследовательский университет)» (СГАУ) и ФГБОУ ВПО «Самарский государственный университет путей сообщения» (СамГУПС).

Научный консультант: доктор технических наук, доцент,

Антипов Владимир Александрович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор,

Громаковский Дмитрий Григорьевич

доктор технических наук, профессор, Еленевский Дмитрий Сергеевич

доктор технических наук, профессор, Савин Леонид Алексеевич

Ведущая организация: ФГУП «Государственный научно-

производственный ракетно-космический центр «ЦСКБ-Прогресс» (г. Самара)

Защита диссертации состоится 2 марта 2012 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д212.215.02 при федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королёва (национальный исследовательский университет)» по адресу: 443086, г. Самара, Московское шоссе, 34.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королёва (национальный исследовательский университет)».

Автореферат разослан 16 января 2012 г.

Учёный секретарь

диссертационного совета Д212.215.02 доктор технических наук, доцент

Г*

А.Н. Головин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Современные транспортные системы (ТС) различного назначения, включая двигатели летательных аппаратов (ДЛА) и ракетно-космический техники (РКТ), подвержены воздействию интенсивных динамических нагрузок в широком спектре частот и ускорений, высоких и низких температур, солнечной радиации, повышенной влажности, агрессивных сред и других неблагоприятных факторов. В связи с этим разработка высококачественных ТС неразрывно связана с решениями проблем обеспечения повышенной стойкости, вибрационной прочности и функциональной надёжности их агрегатов, систем управления, входящих в них узлов и деталей. Одним из основных путей решения указанных проблем является создание вибро-и ударозащитных систем (ВС) на основе цельнометаллических виброизоляторов с конструкционным демпфированием. Упругодемпфирующие элементы (УДЭ) таких виброизоляторов изготавливаются из отрезков тросов, многослойных пластин, тканых и нетканых волокновых (проволочных) материалов.

В России, наряду с другими цельнометаллическими виброизоляторами, широкое применение получили виброизоляторы из нетканого проволочного материала «металлорезины» (МР), разработанного в Куйбышевском авиационном институте (ныне Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королёва). Материал МР, обладая двойственной структурой, как материала и как сложной системы конструкционного демпфирования (СКД), состоящей из множества контактирующих витков проволочных спиралей, позволяет получать большое разнообразие конструктивных форм виброизоляторов под различные эксплуатационные требования. Последнее явилось решающим фактором при создании высокоэффективных многокомпонентных виброизоляторов, включающих наборы УДЭ из различных модификаций материала МР или других СКД, а также один или несколько пружинных узлов.

Однако, несмотря на богатый опыт применения виброизоляторов с конструкционным демпфированием, теоретические основы их проектирования недостаточно развиты. Это связано, во-первых, с недостаточной развитостью и систематизацией аналитических методов изучения особенностей поведения ВС с конструкционным демпфированием при различных видах их возбуждения (гармоническое и случайное вибровозбуждение, ударное нагружение с учётом постоянно действующей нагрузки и т.п.).

Во-вторых - с ограниченными возможностями существующих методов моделирования и расчёта механических характеристик многокомпонентных виброизоляторов, в том числе, и на основе материала МР.

Совокупность указанных выше проблем и обуславливает актуальность темы диссертационной работы.

Цель диссертационной работы - развитие научных основ и инструментальных средств проектирования цельнометаллических многокомпонентных виброизоляторов с конструкционным демпфированием для современных транспортных средств, машин, приборов и аппаратуры при широком спектре внешних воздействующих факторов.

Задачи исследования

1. Провести обзор состояния научных исследований по конструкционному демпфированию и результатов разработки цельнометаллических многокомпонентных виброизоляторов.

. 2. Разработать метод построения полуэмпирических математических моделей деформирования многокомпонентных цельнометаллических виброизоляторов с конструкционным демпфированием, включающих в себя виброизолятор-прототип и отдельные упругие и упругодемпфирующие компоненты конструкции, соединённые между собой последовательно и параллельно.

3. Создать более совершенные приближённые аналитические методы исследования нелинейных колебаний систем вибро- и ударозащиты с конструкционным демпфированием при существенной нелинейности упругогистерезисных характеристик (УГХ) их виброизоляторов, реализующейся по-разному в зависимости от вида динамического нагружения.

4. Создать методы расчёта упругопластических и прочностных свойств материала МР при статическом нагружении.

5. Создать методы проектирования многокомпонентных цельнометаллических виброизоляторов, включающие расчёт их упругогистерезисных и динамических характеристик, а также конструктивно-технологических параметров, обеспечивающих заданные динамические характеристики, прочность и несущую способность проектируемых виброизоляторов.

6. Апробировать созданные методы расчёта и проектирования путём разработки метода проектирования низкочастотных многокомпонентных виброизоляторов с высокой несущей способностью на основе виброизолятора-прототипа ДКУ из материала МР.

7. Разработать новые высокоэффективные конструкции виброизоляторов на основе материала МР и передовых производственных технологий, обеспечивающих повышенную работоспособность и эксплуатационные характеристики систем вибро- и ударозащиты современных транспортных средств.

Объект исследования - процессы нелинейных колебаний при вибрационном и ударном возбуждении систем вибро- и ударозащиты и процессы произвольного нагружения многокомпонентных

цельнометаллических виброизоляторов с конструкционным демпфированием;

механические характеристики многокомпонентных виброизоляторов и процессы упругопластического деформирования УДЭ на основе материала МР.

Предмет исследования - методы расчёта нелинейных (квазигармонических) колебаний ВС с конструкционным демпфированием, динамических, упругогистерезисных, упругопластических, прочностных характеристик виброизоляторов и создаваемые на их основе методы проектирования многокомпонентных цельнометаллических виброизоляторов.

Методы исследования. Теоретические исследования выполнялись на базе классической нелинейной теории колебаний точными и приближёнными аналитическими методами решения нелинейного дифференциального уравнения движения ВС. При построении математических моделей деформирования многокомпонентных цельнометаллических виброизоляторов использовались основные положения теории конструкционного демпфирования, методы эквивалентного математического моделирования, теории подобия, сплайн-аппроксимации и методов аппроксимации ортогональными полиномами Чебышева и Лежандра в пространстве нескольких переменных.

Основные теоретические положения упругопластического деформирования материала МР устанавливались на базе широко апробированных теорий прессования пористых тел.

Экспериментальные исследования выполнялись стандартными методами на серийно выпускаемом оборудовании с привлечением статистических методов обработки получаемых данных и вычислительной техники.

Достоверность результатов достигается путём научно обоснованной постановки задач исследования, принятых теоретических методов и зависимостей, используемых гипотез, допущений и ограничений, что подтверждается количественным согласованием результатов теоретических и экспериментальных исследований, в том числе полученными другими авторами.

Полученные в работе теоретические и практические результаты подтверждаются положительным опытом их применения при разработке высокоэффективных систем вибро- и ударозащиты, а также организацией серийного производства многокомпонентных «металлорезиновых» виброизоляторов на ряде предприятий.

Научная новизна.

1. Создана обобщённая математическая модель деформирования цельнометаллических многокомпонентных виброизоляторов с конструкционным демпфированием с упругодемпфирующими, пружинными и противоударными элементами, соединёнными между собой по схеме, позволяющей каждой компоненте реализовать в полной мере свои упругодемпфирующие и прочностные свойства.

2. Установлены новые, важные для практики, , закономерности формообразования процессов деформирования в зависимости от упругогистерезисных характеристик компонент виброизоляторов; разработаны методы и алгоритмы математического описания исходных семейств петель гистерезиса, включая их гармоническую и квазигармоническую линеаризацию, как результаты взаимодействия отдельных компонент.

3. Созданы новые приближённые аналитические методы малого параметра для получения непрерывных и кусочно-непрерывных квазигармонических решений нелинейного дифференциального уравнения движения ВС с конструкционным демпфированием, учитывающих особенности поведения упругих и неупругих составляющих реакции виброизоляторов ВС. В отличие от существующих, предлагаемые методы основаны на построении дополнительных разложений по переменным предыстории деформирования, характерных для виброизоляторов с конструкционным демпфированием, а также на выделении математически строго оптимальной величины малого параметра с помощью гармонических непрерывных и кусочно-непрерывных решений уравнения движения ВС.

4. Разработаны новые приближённые аналитические методы изучения колебаний ВС при гармоническом и случайном вибровозбуждении на основе квазигармонической и гармонической, а также статистической линеаризации для случая несимметричных упругогистерезисных характеристик многокомпонентных виброизоляторов конструкционного демпфирования.

5. Разработаны общие теоретические положения упругопластического деформирования материала МР при его формовании в УДЭ различных форм с учётом полной системы внешних силовых факторов, дополненных условиями деформирования витков спиралей в МР на основе детерминистской модели их уплотнения.

6. Выработан новый подход к определению статической прочности МР на растяжение и сжатие по величинам внутренних и внешних сил трения (предел текучести) и по наименьшему давлению по высоте прессовки (временное сопротивление на сжатие).

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Методология построения полуэмпирических обобщённых математических моделей деформирования многокомпонентных виброизоляторов с конструкционным демпфированием, включающая в себе методы построения процессов деформирования виброизоляторов-прототипов, новых УДЭ, с учётом пружинных разгрузочных и противоударных устройств, объединённых рациональной схемой их взаимодействия; методы математического описания исходных совокупностей семейств петель гистерезиса многокомпонентных виброизоляторов и их компонент, включая

гармоническую и квазигармоническую линеаризацию УГХ; алгоритмы построения процессов произвольного деформирования с учётом предыстории нагружения многокомпонентных виброизоляторов.

2. Методы малого параметра для исследования установившихся и неустановившихся квазигармонических колебаний ВС с учётом переменных предысторий нагружения виброизоляторов и выделения малых членов в уравнении движения с помощью его гармонического решения для случаев гармонического и ударного нагружения ВС.

3. Методы проектировочных расчётов динамических и потребных упругогистерезисных характеристик виброизоляторов при гармоническом и случайном вибровозбуждении, а также ударном нагружении ВС с применением гармонической и квазигармонической линеаризации несимметричных УГХ полиномами Чебышева и Лежандра.

4. Выявленные закономерности упругих, упругопластических и прочностных характеристик материала МР при медленном (статическом) нагружении получаемых из него изделий.

5. Методы расчёта конструктивно-технологических параметров УДЭ из материала МР, пружинных разгрузочных и противоударных устройств, обеспечивающих потребные динамические, прочностные характеристики и несущую способность многокомпонентных виброизоляторов.

6. Метод проектирования низкочастотных многокомпонентных виброизоляторов из МР с высокой несущей способностью, создаваемых на базе прототипа ДКУ.

7. Предложенные конструктивные и технологические решения для многокомпонентных виброизоляторов на основе материала МР.

Практическая значимость. Созданные методы расчёта динамических, упругогистерезисных и прочностных характеристик многокомпонентных виброизоляторов, в том числе на основе материала МР, существенно расширяют практические диапазоны использования этих виброизоляторов для решения многих современных задач. Они позволяют выполнять проектировочные и поверочные расчёты в соответствии с техническими требованиями, предъявляемыми к системам вибро- и ударозащиты. В частности, определять амплитудно-частотные характеристики ВС, анализировать динамическую напряженность работы многокомпонентных виброизоляторов и их элементов, выбирать наиболее рациональные конструкторские параметры и технологические процессы производства УДЭ из МР, а также устанавливать необходимость в разработке новых конструкций многокомпонентных виброизоляторов или новых типоразмеров их прототипов.

Созданные и запатентованные конструкции многокомпонентных виброизоляторов обладают широким диапазоном полезных свойств, что позволяет повышать работоспособность и эксплуатационные характеристики

систем вибро- и ударозащиты, сокращать сроки и затраты на освоение новой техники.

Реализация результатов работы. Методология проектирования многокомпонентных виброизоляторов типа ДКУ и двухкомпонентных виброизоляторов втулочного типа внедрены в ФГУП РКЦ «ЦСКБ-Прогресс» (г. Самара) и использовались при создании термоплат на основе высокочастотных втулочных виброизоляторов типа ВП-5, при разработке виброизоляторов типа ДКУ для систем управления бортовыми двигателями. Методы исследования колебаний ВС с конструкционным демпфированием применялись для анализа вибрационной напряжённости конструктивных элементов приборов при их гармоническом и случайном вибровозбуждении.

В ФГУП «Прикладной механики им. М.Ф. Решетнёва» (г. Красноярск) результаты работы использовались при создании систем виброзащиты бортовой аппаратуры, противоударных устройств солнечных батарей, средств вибро- и ударозащиты космического аппарата, размещаемых в узлах крепления его ферм к носителю.

Методы расчёта упругогистерезисных и динамических характеристик и метод проектирования многокомпонентных низкочастотных виброизоляторов ДКУ с пружинными разгрузочными устройствами и созданные с их помощью виброизоляторы внедрены в ОАО «Красногорский завод им. С.А. Зверева» (г. Красногорск, Московская обл.) при создании комплекса аэрофотосъёмочной аппаратуры в рамках международной программы «ОН» и наземной транспортной техники в рамках общероссийской программы «Совершенствование 88».

Разработанная при участии автора комплексная техническая документация позволила организовать серийное производство виброизоляторов из МР в СГАУ (г. Самара) и ОАО «Томский приборный завод» (г. Томск). Результаты работы используются в учебных процессах ФГБОУ ВПО СГАУ и СамГУПС.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались, обсуждались и получили поддержку на следующих научных конференциях и совещаниях: Х-ХГП Всесоюзных конференциях по конструкционной прочности и надёжности двигателей, г. Самара, 1985,1988,1990,1991 гг.; Международной конференции «Проблемы и перспективы развития двигателестроения в Поволжском регионе» г. Самара, 1997 г.; Международной конференции «Актуальные проблемы динамики и прочности материалов и конструкций: модели, методы решения» г. Орел, 2007 г.; XXXVII Уральском семинаре, г. Екатеринбург, 2007 г.; международных конференциях «Современные проблемы математики, механики, информатики» г. Тула, 2007, 2008 гг.; международной конференции «Гидравлические машины, гидроприводы и гидроавтоматика. Современное состояние и перспективы развития» г. Санкт-Петербург, 2008 г.; IV Международной конференции «Проблемы исследования

и проектирования машин», г. Пенза, 2008 г.; ГУ-У1 Международных конференциях «Актуальные проблемы транспортного комплекса» г. Самара, 2008, 2009, 2010 гг; Международных конференциях «Проблемы и перспективы развития двигателестроения», г. Самара, 2009, 2011 гг.; Международной конференции «Актуальные проблемы машиностроения», г. Самара, 2009 г.; региональной конференции «Инжиниринг - 2009» г. Орёл, 2009 г.; XI Международной научно-технической конференции «Вибрация 2010. Управляемые вибрационные технологии и машины», г. Курск, 2010 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 117 работ, в том числе 20 в ведущих рецензируемых журналах и научных изданиях, рекомендованных ВАК, 2 монографии, получено 9 патентов РФ и 22 авторских свидетельства.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 165 наименований, изложена на 309 страницах и содержит 102 рисунка и 15 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность рассматриваемой в работе научно-технической проблемы, сформулирована цель диссертационной работы, положения выносимые автором на защиту, характеризуется научная новизна и практическая значимость результатов исследования, приводятся данные о реализации результатов работы, публикациях, структуре и объёме диссертации.

В первой главе приведен обзор и дан анализ состояния научных исследований по изучению свойств сложных систем конструкционного демпфирования, в том числе виброизоляторов из проволочного материала МР.

Большой вклад в создание и развитие теории и практики конструкционного демпфирования внесли видные учёные Пиан, Холовелл, Гудман и Кламп за рубежом, Я.Г. Пановко, Г.И. Страхов, Н.Г. Калинин, Ю.А. Лебедев в СССР и представители Самарской школы А.М. Сойфер, Н.Д. Кузнецов, В.П. Филёкин, Н.С. Кондрашов, И.Д. Эскин, А.И. Белоусов, В.А. Фролов, Ю.К. Пономарёв, Е.В. Шахматов, А.й. Ермаков и другие. По существу в этих работах излагались теоретические основы изучения явления конструкционного демпфирования.

К наиболее ярким и достаточно общим представителям сложных СКД, обладающих стохастической структурой контактирующих элементов, относятся изделия из проволочного материала МР и созданные из него конструкции цельнометаллических виброизоляторов. Это предопределило многолетнюю направленность научно-исследовательских работ в СГАУ по конструкционному демпфированию в целом.

Исследованию свойств, созданию изделий, а также технологии их производства на основе МР посвящены многие работы В.А. Антипова,

Рис.1. Многокомпонентный виброизолятор из МР

Ю.И. Байбородова, С.Д. Бараса, А.И. Белоусова, В.А. Безводина, В.А. Борисова, В.Н. Бузицкого, А.И. Ермакова, А.М. Жижкина, В.П. Иванова, A.C. Котова, Э.Н. Кузьмина, О.П. Мулюкина, Е.А. Панина, Ф.В. Паровая, В.А. Першина, А.Д. Пичугина, Ю.К. Пономарёва, А.М. Сойфера, A.A. Тройникова, А.М. Уланова, Л.Г. Шайморданова, Е.В. Шахматова и ряда других учёных и инженеров.

Анализ существующих конструкций виброизоляторов из МР показал, что наибольшей эффективностью виброзащитных свойств обладают многокомпонентные виброизоляторы, сочетающие в себе несколько УДЭ из МР и пружины (рис.1). Существующие подходы к проектированию как виброизоляторов из МР, так и других СКД основаны на методах расчёта их динамических и потребных упругогисгерезисных характеристик.

Широко распространенные подходы к изучению упругодемпфирующих и прочностных свойств материала МР основаны на создании физических (авторы А.М. Сойфер, А.И. Белоусов, Л.Г. Шайморданов, A.A. Тройников, С.Д. Барас) и феноменологических (авторы В.А. Антипов,

АЛ. Белоусов, В.А. Борисов, В.Н. Бузицкий, Ю.П. Бусаров, Е.А. Панин, Ю.К. Пономарёв, A.A. Тройников, А.М. Уланов, М.В. Фомин и многие другие ученые и инженеры) моделей. В последнее время коллективом авторов (Ю.К. Пономарёв, А.М. Уланов) с применением современных программ ANSYS и NASTRAN развивается нелинейная теория упругости МР как квазисплошного анизотропного материала. При этом упругие и прочностные свойства материала МР связываются с давлением прессования при его формовании в изделие (автор A.C. Котов). Следует отметить, что в настоящее время отсутствуют основные положения теории упругопластического деформирования (прессования МР), а получаемые результаты содержат неполные эмпирические данные.

Вместе с тем разработка даже самых простых физических и феноменологических моделей деформирования как самого материала МР, так и создаваемых из него конструкций виброизоляторов, требует проведения экспериментальных работ и введения в расчётные зависимости аппроксимирующих формул. В связи с эти наиболее рациональным оказывается экспериментально-теоретический путь исследования и расчёта упругогистерезисных, упругопластических и прочностных характеристик виброизоляторов.

Для исследования нелинейных колебаний ВС, определения динамических характеристик виброизоляторов в зависимости от поведения их УГХ и создания методов проектировочных расчётов применяют приближённые аналитические методы, привлекая в качестве поверочных численные методы.

Классические методы теоретического исследования нелинейных колебаний изложены в работах А. Пуанкаре, М.А. Ляпунова, В. Ван-Дер-Поля, Г. Дуффинга, Рэлея, H.A. Крылова, H.H. Боголюбова, Ю.А. Митропольского, Л.И. Мандельштама, Н.Д. Папалекси, A.A. Андронова, A.A. Витга, С.Э. Хайкина и развитых впоследствии для решения прикладных задач М.З. Коловским, Г.С. Писаренко, Я.Г. Пановко, Е.С. Сорокиным, Г.М. Страховым, Т. Хаяси и другими учеными. Однако применение этих методов для изучения колебаний ВС с конструкционным демпфированием ограничивается существенной нелинейностью не только упругих, но и неупругих сил сухого трения реакции виброизоляторов, зависящих от предыстории нагружения.

В результате анализа сформулированы основные задачи и направления исследования.

Во второй главе излагается созданная автором методология построения полуэмпирической математической модели деформирования

многокомпонентных виброизоляторов с конструкционным демпфированием.

В общем виде принципиальную схему многокомпонентных виброизоляторов (рис.2) можно представить в виде параллельно соединённых у'-х групп (У/ е [1,2, ... и]), каждая из которых содержит некоторое количество gИ, ... с] последовательных i-x элементов (i с [1,2, ... «]). Кроме того, виброизолятор может содержать аналогичные группы, образующие виброизолятор-прототип или противоударное устройство (ПУ).

• äx ■ dPi-<

Учитывая, что sign-= sign—— = ст можно записать условие

dt dt

совместности деформаций j-x групп и последовательных i-x связей в виде:

Р = ¿Р,(о,*,{*;}), Vx* е[х^;<р]и£б[1,2...м]; (1)

м

х)=х* ^Уи№>рг{ри})> + с]и£е[12..м], (2)

ы

где х - деформация многокомпонентного виброизолятора при нагрузке Р;

у'и - относительная деформация г'-й связи под нагрузкой Pj вj-й группе.

Таким образом, для построения математической модели деформирования (1) многокомпонентного виброизолятора необходимо для каждой j-й группы (см. рис. 2) получить свою модель. Эта задача решается с помощью модели, описывающей закономерности поведения величины деформации любой г-й

связи в /-и группе в зависимости от величины приложенной нагрузки Р, и предыстории нагружения |.

х'р^ - диапазон допустимых деформаций;

+ - свободный ход; - деформация ПУ

Методы построения таких полуэмпирических моделей или _/'-х групп с упругими и упругодемпфирующими связями, в том числе виброизолятора-прототипа, включают в себя: метод эквивалентного математического моделирования, основанный на выборе и изучении простейшей модели СКД, которая обладает основными признаками изучаемой конструкции, а также имеет сходственные законы поведения определённых совокупностей процессов деформирования; алгоритмы описания процессов произвольного нагружения СКД с помощью линейных или нелинейных преобразований экспериментально полученных исходных совокупностей (ИС) процессов деформирования в виде семейств петель гистерезиса или их характерных точек (координат вершин петель гистерезиса ИС, объединённых исходными линиями (ИЛ), соответственно {1ну;Хр;.}, (см. рис. 3, а, б); методы

аналитического описания ИС и ИЛ исходных и искомых процессов деформирования; методы теории подобия и анализа размерностей.

а) б)

Рис. 3. Исходные совокупности (ИС) и исходные линии (ИЛ) для]-х групп а) - для нагрузок; б) - для податливостей

ИС, представленная семействами петель гистерезиса ;'-го УДЭ в коорди-натаxyij-Pj с центром в точке Оч, может быть аппроксимирована полиномами

m г --

l-l=o L J

где PAJ, Pgj - соответственно амплитуда силы и усилие натяга;

^ц xf ~ коэффициенты полиномов Чебышева.

Воспользовавшись соотношением (2) и переходя к ИС у'-й группы в координатах нагрузка Р, - перемещение х*, Ух' е [х'н ; х'с р ], получим

M

;

или же в классе разрывных функций с разрывом 1-го рода -

m

pj=Zfe+^ К"-4 V; ii= v+■ъ+к

(3)

(4)

где /(, д- соответственно амплитуда деформации и натяга; , Р^ч , Р^.х,

- коэффициенты аппроксимации.

При этом гармонической линеаризации (УГХ в форме эллипсов) соответствуют степени полиномов |е{0,1} в выражении (3), а

квазигармонической (УГХ в форме параллелограммов с вертикальными стенками) - Я, е {0,1} для коэффициентов РА1>1 и Я, = 0 для коэффициентов

Рт>1 в выражении (4). Рассмотрено сочетание гармонической и квазигармонической линеаризации в форме

Р} = Р^(А,д)х + а[ Р"\{А,д^А2-(х-Ч)2 + Р^(А,д) 1 + РЦ\А,Ч) (5)

и их взаимный переход друг в друга с помощью выражений

НА 4

Суммируя реакции 1-х групп в соответствии с выражением (1) и выбирая форму (3) или (4) представления ИС с учётом групп ПУ (см. рис.2), окончательно получим

О, У**е[д,;-*;];

(7)

(1 + <уТ^)Ух е[Ав;х1];

м

Хм

где Ру х , Ту 0 - упрощённые коэффициенты аппроксимации ИС для ПУ.

Применение методов теории подобия, в частности аффинных преобразований координат Р-х с коэффициентами Т'п"], а(п"} соответственно, позволяет представить обобщённые процессы деформирования

. Р

многокомпонентных виороизоляторов в пространстве переменных г| ;

А * х о

Е,л=:——; с* = —^; ^ При этом с помощью первой части П-теоремы

^я ап ап

определяются функциональные связи указанных коэффициентов с безразмерными конструктивно-технологическими параметрами г-х элементов

Р

/-х групп. Сопоставляя реакции у-х групп с реакцией виброизолятора (—),

можно установить вес каждой у'-й группы и её г'-х связей в формировании УГХ многокомпонентных виброизоляторов, а также характер плоскопараллельного переноса соответствующих процессов нагрузки и разгрузки в ИС или точек в ИЛ, необходимые при построении процессов произвольного нагружения. Подобный подход в совокупности с анализом размерностей и методами расчётов на прочность г'-х связей является мощным средством выработки принципов конструирования проектируемых многокомпонентных виброизоляторов с учётом конструктивных особенностей их прототипов.

В частности, превалирующая роль в формировании УГХ низкочастотных многокомпонентных виброизоляторов из-за малой жёсткости пружинных разгрузочных устройств (ПРУ) принадлежит виброизоляторам-прототипам. Следовательно, связь коэффициентов Тп и а„ прототипа с коэффициентами Гп(м) д<м) проектируемого виброизолятора можно найти из условий их приближенного подобия по УГХ:

( С Л<м) - а(и)

1 + ; Т,; С10=с10^, (8)

где ¡Ц = ^ет и соответствует значению для прототипа; С'10, Он -

соответственно коэффициенты гармонической линеаризации ПРУ.

Этот подход позволяет использовать накопленный опыт по разработке новых типоразмеров прототипов и применению уже существующих.

В третьей главе излагается разработанный автором метод малого параметра для исследования нелинейных колебаний ВС с конструкционным демпфированием при различных видах динамического возбуждения. Рассматриваются квазигармонические колебания во времени Г с частотой со, свойственные кусочно-непрерывным решениям нелинейного

дифференциального уравнения движения ВС массой М (весом (7), когда в течении полупериода колебания знак скорости не изменяется.

С учетом результатов главы 2 запишем уравнение движения ВС в виде

5 + г1,(^*.И) = б(в) + ё, (9)

где 8, ~ соответственно безразмерные время, ускорения,

предыстория нагружения СКД, возбуждающая и постоянно действующая нагрузки.

Для исследования квазигармонических установившихся вынужденных колебаний ВС при её гармоническом возбуждении необходимо выделить математически корректно члены с первым порядком малости к1. Это обеспечивается выбором коэффициентов порождающего уравнения Р^' на основе гармонической линеаризации реакции СКД и связано с разложением возбуждающей нагрузки по степеням </ малого параметра /г = 1;

6(8) - рсо5(у0 + а.) = 5У Л(в) = 2У (Р^ С08 4,0 + Рм (10)

со / Т(м) Б

где у = — (здесь со, = ./——); (3 = —; ав - соответственно

К' М Т»

безразмерные частота, амплитуда возбуждения и сдвиг по фазе.

Причём в силу зависимости упругих и гистерезисных свойств от амплитуды ^ деформации и величины предварительного натяга 4? СКД (периодически повторяющаяся предыстория наряду с разложением

квазигармонического закона колебаний ВС с(0), 4(0), %(0) п0 степеням малого параметра А = 1, осуществляются аналогичные разложения для величин Е^ и

¡1-0 ¿=0 с/=0

Ш = • о1)

Тогда уравнение (9) с учётом h = 1 можно преобразовать к виду:

V + {К ~ О + Р^ = Рс,оcosve + G +

г- - 1 <12)

+h[p'W - ) + Р0'«> - т|* (аХЛлЛя)+ Pcos(v0 + а.) - |3С,0 cos v9 J.

Следуя процедуре построения разложения (10), (11) этого уравнения методом малого параметра и ограничиваясь d = 1, представим его в виде системы линейных дифференциальных уравнений:

V ^ + (13)

(14)

Учитывая гармонический характер решения порождающего уравнения (13) = ^ + cosvO и соответствующее разложение в ряд Фурье правой части уравнения (14), получим

К = Го + £ = + ¡Ц COSV0 +1Ъ, cos/ve + |Х sinivG, (15)

1=2 g=I

где ^ i, t - амплитуды гармоник, найденные из частного решения

уравнения (14) и условия 4* (0) = £*(7cv~') = 0.

Указанное решение находится с помощью полиномиальной (по Чебышеву) математической модели циклического деформирования СКД, соответствующей по форме выражениям (3) или (4), но в безразмерном виде с переменными г|*,

Для неустановившихся колебаний уравнение движения ВС (9) на любом j-м этапе 0е[6м ;G,j можно также преобразовать к виду аналогичному (12) с начальными условиями B>-^mJ_l=ll(QJ_i) = Q; |(0^_,) = O и конечными условиями \mJ(Qj) = 2£>л ;¿(0;.) = 0, где Ц - полная амплитуда колебаний.

Yoj^-I^-vy-i+^-a.;

(16)

Причём коэффициенты г|*м_,, Q0J играют ту же роль, что и

коэффициенты Р^ и (3c Ocosv0 в уравнении (12).

Л* + ~ Реакция СКД; 0OJV[O^;0,] = const.

М, М|

Применяя разложения y20J = у, -¿Vy^., Q0J = Q, -Z.hdQd J и

d=1 ¿=1

ограничиваясь d= 1, получим систему, аналогичную уравнениям (13) и (14).

Для порождающего решения имеем [¡-созуДб-е^)], а

поправочные слагаемые находятся с учётом у'-х начальных условий движения и исключения секулярных членов в решении. Они реализуются при разложении в ряд Фурье на интервале времени [8;М;9;] = яу"1 возбуждающей нагрузки 0(8)

и реакции виброизолятора г|* как чётных функций с соответствующими гармониками Р, ] и а: ] У/е[0...оо]. В результате запишем искомое решение уравнения движения (16) для/'-го подэтапа с точностью до ^ = 1:

(V

ме)= 1

"о,у

Г}

[1-СО8у,(0-ем)]-

(17)

■у!*"1)'-^г^созу/е - е;.,)+м При этом величины у] и определяются из соотношений

У) =

Рц~ац

1-г

(18)

Полученные выражения при 6(6) = В{9), У9 е [90,9, ] 6(9) = О, У9 е (в,, 6„ ] позволяют также определять противоударные характеристики виброизоляторов в виде зависимостей коэффициентов передачи удара от параметров ударного импульса и др.

Проверка эффективности предложенного метода малого параметра на примере решения задачи о гармоническом возбуждении ВС с чисто сухим трением в СКД показала возможность получения точного решения, при бесконечном числе учитываемых гармоник в разложении (14). В случае уравнения Дуффинга предложенный метод решения при учёте трёх гармонических составляющих оказывается точнее метода возмущения и гармонического баланса, обеспечивая погрешность в решении задачи, в том числе и при ударном нагружении для полных амплитуд (выражения (17) и (18)) не более 2 %.

На базе разработанного метода исследования нелинейных колебаний ВС созданы методы проектировочных расчётов динамических и потребных упругогистерезисных характеристик многокомпонентных виброизоляторов, основанные на применении обобщённых линеаризованных УГХ в форме (6). При этом взаимосвязь параметров колебаний с параметрами ВС и её возбуждения устанавливалась в виде обобщённых динамических характеристик (ОДХ) \л - ф4(\',Р,С) из следующей системы уравнений:

РщоАА. + ^м!

1-у2

л

= 0; Р™-в = 0 .(19)

В случае Р„т = ' О получаем Р 01 а при

Ртй1 =0-/^00 ~-Рт0 =0,25к = т.е. соответственно имеем гармоническую

или квазигармоническую линеаризацию УГХ. При этом по аналогии с выражениями (5) и (6) вышеуказанные коэффициенты являются функциями от безразмерных амплитуды сл и натяга^,-

Рассмотрены случаи кинематического и силового способа возбуждения колебаний ВС соответственно с безразмерными амплитудами а В

виброперемещения и Рс = —и получены решения уравнений (19)

для амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) ВС. Доказано, что значениям величин коэффициента передачи на резонансе и безразмерной

резонансной частоте удовлетворяют соотношения, в частности,

для квазигармонической линеаризации с учетом перехода (6)

1+- М

.(20)

(у)2+0,4_

Аналогичного типа выражения можно получить и для силового возбуждения. Таким образом, ОДХ для резонансных режимов колебаний ВС (ОДХр), в зависимости от удобства вычислительных алгоритмов, могут быть определены либо путем аппроксимации по переменным С расчётных значений и ур, полученных из решения системы трансцендентных уравнений (19) для конкретного типа виброизолятора, либо с помощью соотношений (20). В этом случае определение потребных УГХ проектируемого типоразмера осуществляется путём перехода от обобщенных УГХ ц =ц ^¡^Хс

помощью коэффициентов Г„("' и а'"', найденных с помощью зависимостей для ОДХр и заданных в ТЗ значений ¡!р и резонансной частоты^,.

При широкополосном случайном вибровозбуждении относительные виброперемещения ВС можно считать узкополосным колебательным процессом. Следовательно, случайные колебания ВС будут представлять собой последовательность квазигармонических циклов с медленно меняющимися амплитудами, положениями центров колебаний (натягами) виброизолятора и фазами, приносящих одинаковый вес в формирование АЧХ. В связи с этим предлагается метод расчёта АЧХ ВС, основанный на определении спектра реакции нелинейной ВС как математического ожидания множества спектров реакции линейных колебательных систем.

Такие системы получают на основе линеаризации полиномами Лежандра полигонально заданных несимметричных УГХ.

В этом случае зависимость для определения безразмерной среднеквадратической величины амплитуды деформации ах = - от

параметров виброизоляторов и уровня возбуждения Бу/ удобно представить в виде

-ч \2

+1-11

и

+ 1

где = - собственная частота виброизолятора;

Р^' (ах,в), Р^'(ах,ё) - коэффициенты линеаризации по Лежандру.

Построив зависимости ах = 0,5пВ,л=ах(Бп,0) для данного типа виброизолятора, а затем ОДХр в соответствии с формулами, аналогичными (20), можно для расчета Г„(м) и а^' воспользоваться указанным выше алгоритмом.

Погрешность определения АЧХ и ОДХр вышерассмотренными методами по сравнению с численными методами решения и экспериментальными данными составляют 5-10%.

В четвертой главе рассмотрены методы расчёта конструктивно-технологических параметров упругих и упругодемпфирующих элементов проектируемых виброизоляторов.

При расчёте конструктивных параметров пружинного разгрузочного устройства (ПРУ), имеющего цилиндрическую пружину, должны быть согласованы её размеры по наружному или внутреннему диаметру и её высота (в том числе полностью сжатой пружины Ясж), с присоединительными размерами конструктивных элементов и допустимых прогибов х'си и хср в виброизоляторе-прототипе. Основными расчётными параметрами ПРУ являются жёсткость пружины Спр, состоящей из «р рабочих витков, свитых из

проволоки диаметром с/0, которые обеспечивают грузоподъёмность многокомпонентного виброизолятора <5. Существующий подход к определению величины Спр, основан на выборе допустимой упругой

деформации пружины Ну Воспользовавшись указанными условиями

совместимости и полагая нагрузку на пружину равной КрО, где Кр -конструктивно заданный коэффициент нагрузки пружин, с учётом существующих методик расчёта пружины можно получить соответствующие зависимости для Спр, с10, пр и 7/сж.

При рассмотренном подходе к выбору виброизоляторов-прототипов и ПРУ, противоударные и другие характеристики, играя второстепенную роль, предоставляют необходимые данные для принятия компромиссных решений по

техническим требованиям, а также разработки ПУ в пределах рабочей зоны прогибов виброизоляторов. Введение ПУ в конструкцию (см. рис.2) целесообразно при высокой энергии возбуждающих ударных импульсов J (г) со значительным пиковым ускорением но при их малой длительности

воздействия т « —, и в тех случаях, когда энергоёмкость виброизолятора

«а

недостаточна для поглощения энергии удара: [./(¿)Л > оз6л:*к. Обычно можно

о

воспользоваться при проектировочных расчётах параметров ПУ его упрощенной билинейной упругой характеристикой: \/л'е[0;А(] с

■рЫ)

коэффициентом жёсткости Ср--~\ \/*"е[д,;*^](см. рис. 2) с жёсткостью

где С„, ~ потребная жёсткость ПУ. В результате получим

\2

'у

рХОА -юк*„(2хс*,н-А.) > и ДЛЯ

„ М

наименьшие величины для С = —т

v а;

С х' +СД С А +С А

коэффициента передачи удара ц = р с,и-L = -. При этом

MJy MJy

величина \iy может регулироваться парами расчётных значений Т'^"' и а'"/, получаемых в диапазоне заданных ограничений по вибрации.

Методы расчёта конструктивно-технологических параметров УДЭ должны учитывать процессы изготовления предзаготовки УДЭ определенной конструкции из взаимоперекрещивающихся растянутых спиралей, формирования предзаготовки в заготовку УДЭ по форме готового изделия, получения прессовки путём холодного прессования заготовки УДЭ в замкнутом объёме.

При этом каждый из указанных процессов изготовления характеризуется своей системой конструктивно-технологических параметров. Для их выделения предложена детерминистская модель струкгурного взаимодействия (упаковки) проволочных спиралей (рис. 4). Рассматривая задачу о проникновении абсолютно жёсткого цилиндра диаметром, равным наружному диаметру витка du спирали, в упругую полуцилиндрическую полутрубу с толщиной диаметра проволоки 5„ и с начальным внутренним диаметром du -25й , найдем соответствующий диапазон изменения плотностей заготовок Vp3 е [р„,р3!шх] и

прессовок VpK е [ркн; р1:„]. Так, наиболее рациональная величина плотности заготовки составляет pje¡, =0,5p„[l + 2d„(l + 2dJ-2], нижнее значение для

плотности прессовки рк^ = л/2р3ср, а верхняя граница рки = п1 ¡1 + ^2^ | . Здесь рв = 0,5лЯ;2 - относительная плотность витка спирали; с!и = -относительный диаметр её витка; р3 = р3р„', рш = рк1,рц'; р„ = ргари1; Рв = РВР„' -соответствующие относительные плотности; р„ - плотность материала проволоки. Для случаев формования оболочек из МР конической и колоколообразной форм это позволило разработать метод расчёта оптимальных геометрических характеристик профилей прессовок заготовок и предзаготовок, основанный на решении задач оптимизации с функцией цели по обеспечению равномерной плотности МР в объёме прессовки, а также метод определения оптимальных соотношений плотностей заготовок УДЭ и их предзаготовок в форме цилиндра и шара. В качестве примера для конической оболочки имеем р=рш (1,16-0,32с§сас), где ас - угол подъёма срединного профиля, а рш -плотность шарообразной заготовки. При этом равенство плотностей в центре и

на периферии УДЭ определяется соотношением гДе ^ ~

максимальная величина развала профилей заготовок.

На основе анализа результатов контактной теории взаимодействия элементов порошковых и волокновых материалов, с учётом внешнего трения и предложенной закономерности упрочнения материала в проволоке, получено уравнение прессования МР. Оно связывает осреднённое давление прессования сг„ с плотностью прессовки рк и состоит из двух кусочно-непрерывных этапов. Влияние сил внешнего трения (рис. 5) и основных технологических параметров МР на процесс прессования получено из условия рассмотрения равновесия элементарного кольца высотой (1х (рис.6) и принципа сохранения массы прессовки. В результате для изделий из МР в форме цилиндров, втулок и др. с учётом установленного условия постоянства комплекса трения уА'б 0,1, где/коэффициент трения, а А'б«0,4^0,7 - коэффициент бокового давления, получены зависимости для сил внешнего трения Р„ давления прессования ст„ и давления у дна пресс-формы стд;

Рт =Рл[1-ехр(-4ВД1)]; ал =а02^мрЯ™[1-ехр(-4Я31ш'р;1)]""; ал=але.хр(-4ад1).

При этом т=3,6, А"мр=3,05 Ур^> рш и т=3, КМ9=2,Ъ1К; ркн < < рш, где величина К определяется из условий сшивки упругих и пластических процессов прессования (см. рис. 5; ап = рк = ркр~').

Здесь Язт = Д-гДФз; Фз = НЪГУ - фактор формы для заготовки диаметром Б и высотой Я3; причем Я = Язр3р^ (см. рис. 6); а0д- предел текучести.

Для конических оболочек усилие прессования имеет вид зависимости Рш = КбРса02(1- О,67(1 - где площадь поперечного сечения.

После снятия давления прессования прессовки из МР так же, как и порошковые и волокновые, увеличивают свои размеры, в пределах которых обычно работают на сжатие УДЭ. Экспериментально установлено, что осевое упругое последействие АН = АН(Н)'1 составляет от 15 % до 55 % в зависимости от параметров МР (рис.7), а боковое - от 4 % до 10 % от АН.

Рис. 4. Детерминистская модель рис $ Процесс прессования из материма МР:

упаковки спирачей 1 _ сучётом ^ вшшнего трения; 2 -

идеальный процесс (т=3); О - эксперимент

Рис. 6. Расчётная схема прессования УДЭ из МР: 1,2 -реальные эпюры давлений; а,,, ох, од-осреднённые давления

0,5

0,4

0,3 -

0,2

Рис. 7. Упругое последействия прессовок при р., е {0,3;0,5}г/см3; 1,2,3, - в пресс-форме 1', 2', 3'- в свободном состоянии

Важным параметром при проектировании УДЭ является прочность материала МР, для которого можно выделить два критических состояния при его нагружении в свободном состоянии. Одно из них связано с преодолением неравномерности распределения плотности в МР, образованной силами внутреннего и внешнего трения при формовании прессовки (предел текучести ст'тмр) на сжатие); другое - давление прессования у дна пресс-формы, превышение которого вызывает катастрофическое уплотнение МР (временное сопротивление сг^МР) = стд ):

= а*„ (1 - ехр(~1,6р3р;1)) + ехр(/4р,1); <С> = Лод,

где_£ - коэффициент сухого трения между волокнами проволоки; ап - условное напряжение прессования в МР, не равное давлению прессования из-за наличия сил внешнего трения от бокового давления; - временное сопротивление на растяжение.

Расхождение расчётных данных, найденных по приведенным выше формулам, с экспериментальными результатами не превышает 10 %.

В пятой главе излагается метод проектирования многокомпонентных низкочастотных виброизоляторов с прототипом ДКУ, и предлагается ряд перспективных конструкций и новые технологии производства УДЭ из МР.

Для многокомпонентных низкочастотных виброизоляторов с прототипом ДКУ их УГХ приближенно подобны (см. главу 2). При этом типоразмеры виброизолятора-прототипа ДКУ играют основную роль в формировании обобщённых упругогистерезисных и динамических характеристик, а также прочности и надёжности проектируемых многокомпонентных виброизоляторов. Следовательно, можно воспользоваться всеми инструментальными средствами, накопленными в процессе создания виброизоляторов ДКУ, в том числе и их САПР.

Воспользуемся соотношением (20) и обобщёнными УГХ для виброизоляторов ДКУ. В результате получим

л^п п.™ 2 3,6-0,50 4я2/>«Г

Ир = 1,5 + (2 - 0,, V, = = —^о — ■

Разрешим эти уравнения относительно величин , а затем

воспользуемся заданными ограничениями по величинам цр е^,,;^], /Р е[/рн;/р,], допускаемыми перемещениями и ускорениями ВС при её динамическом нагружении, полагая при этом апл) ~ ап; Гл(м) я Тп . Учитывая возможности наиболее рациональной конструктивно-технологической реализации виброизоляторов ДКУ, с помощью САПР находим множества пар значений {; а'"^}, диаметров УДЭ - Ог т и головок болтов

(Dbm 0,38DK m); {Drm ; Z)6,,}, Vme[0,l ...к...ё\. Используя наиболее комфортные условия нагружения m-x типоразмеров виброизоляторов прототипов ДКУ постоянно действующей нагрузкой (частью веса ВС), равной 0,9 Tnjn, находим G-Q,9Tnm

= в зд—~ >а затем и остальные параметры пружин (см. главу 4).

Указанное позволяет с помощью зависимостей (8) определить уточнённые значения величин Тп,т , а„,т m-x типоразмеров ДКУ и с помощью САПР вычислить значения величин технологических параметров m-x УДЭ (диаметры исходных проволок и спиралей, плотности УДЭ, усилий прессования и т.д.)

При этом из условия непревышения допустимого прогиба на сжатие х'ся

(см. рис. 2) толщина проставки //,,. <7/сж (см. главу 4). Рассмотренный подход к проектированию виброизоляторов позволяет решать задачи оптимизации с различными функциями цели: минимальная резонансная частота или коэффициент передачи на резонансе, максимальная несущая способность, минимальные габариты и вес и т.д. На заключительном этапе проектирования для найденных параметров прототипов ДКУ и пружин, обеспечивающих заданные УГХ проектируемых конструкций, с помощью зависимостей (15), (17) и (19) осуществляются поверочные расчёты динамических характеристик.

Проведенные в работе исследования позволили предложить ряд высококачественных многокомпонентных конструкций виброизоляторов из МР (рис.8).

а) б) в)

Рис.8. Перспективные конструкции многокомпонентных виброизоляторов

Широкие возможности сочетания прототипов из семейства ДК с различными типами пружин (рис. 8,а), а также с многослойными упругими элементами (рис. 8,6) позволяют обеспечить высокие виброзащитные и противоударные свойства создаваемых многокомпонентных виброизоляторов.

Введение различного типа пружин во втулочные виброизоляторы (рис. 8, в) повышает их грузоподъёмность в 10-15 раз, что снижает резонансную частоту в 3—4 раза и значительно расширяет область применения таких внброизоляторов в транспортной технике. Для некоторых конструкций созданы схемы одно- и двух этапного проектирования виброизоляторов.

При этом на первом этапе расчётная схема (см. рис. 2) представляется состоящей из податливых элементов, определяющих несущую способность виброизолятора. Так, для виброизолятора (см. рис. 8, а) такая схема включает в себя параллельно соединенные между собой прототип ДК (поз. 1, 3...6), конические пружины (7) и внутренние (8) пружины с удвоенной податливостью, а также составные цилиндрические пружины (9) и (10). Существуют общеизвестные расчётные модели механических характеристик цилиндрических, конических и тарельчатых пружин. Поэтому создание упрощённой модели деформирования многокомпонентных виброизоляторов на основе известных моделей прототипов ДК (см. рис. 8, а, б) или втулок (см. рис. 8, в) с расчётными схемами, аналогичными представленной на рис. 2, не представляет затруднений.

Решение первого этапа задачи моделирования УГХ обеспечивает выбор потребных значений конструктивных и технологических параметров для виброизоляторов-прототипов и пружин, а также для «вспомогательных» элементов, например, из расчёта на прочность - проставки (2) и шайб (11), (12) (см. рис. 8, а). При необходимости это позволяет перейти ко второму этапу создания более корректной математической модели деформирования многокомпонентных виброизоляторов, учитывающей дополнительные последовательные связи «вспомогательных» элементов с несущими.

Наряду с разработкой более современных конструкций виброизоляторов из МР, не менее важной оказывается разработка новых технологий (способов получения) заготовок их УДЭ. Это позволяет комплексно решать задачу повышения качества виброизоляторов из материала МР. Так, введение в конструкцию заготовки УДЭ втулочного типа проволочных жгутов с высокой теплопроводностью позволяет увеличить его теплопроводность в 8-10 раз, а демпфирующую способность на 20-30 % при сохранении упругости материала МР. Это позволяет увеличить ресурс втулочных виброизоляторов и решить задачу теплоотвода от приборов РЭА к холодному основанию.

Размещение в массиве проволочных спиралей обычной заготовки втулочного УДЭ неперекрещивающихся спиралей с большим диаметром проволоки и диаметром спирали, соосных с УДЭ, увеличивает упругие свойства МР и уменьшает усадку УДЭ при наработке, что увеличивает ресурс работы втулочных виброизоляторов. Введение в определённой пропорции антифрикционных материалов и покрытий увеличивает демпфирующую способность и ресурс виброизоляторов в 2-3 раза.

Основные результаты и выводы

Решена важная научно-техническая проблема развития научных основ и создания инструментальных средств проектирования высокоэффективных цельнометаллических многокомпонентных виброизоляторов с конструкционным демпфированием, в том числе и на основе материала МР, для современных транспортных средств, машин, приборов и аппаратуры. Методологической основой решения проблемы являются разработанные методы создания виброизоляторов данного типа, основанные на фундаментальных исследованиях динамического поведения систем вибро- и ударозащиты с конструкционным демпфированием, а также упругогистерезисных, упругопластических и прочностных характеристик изделий из материала МР и их технологических процессов изготовления.

1. На базе всестороннего анализа существующих систем конструкционного демпфирования, конструкций цельнометаллических виброизоляторов и изучения закономерностей поведения их процессов деформирования разработана методология построения полуэмпирических математических моделей деформирования многокомпонентных виброизоляторов, основанная на методах расчёта процессов произвольного нагружения для входящих в конструкцию УДЭ, объединённых рациональной схемой их соединения из условия обеспечения необходимых механических характеристик проектируемой конструкции. Это позволяет создавать методы проектировочных расчётов механических характеристик многокомпонентных виброизоляторов с конструкционным демпфированием.

2. На основе систематизации приближённых аналитических методов и алгоритмов разложения общего решения нелинейного дифференциального уравнения ВС по степеням малого параметра разработаны методы исследования установившихся и неустановившихся квазигармонических колебаний ВС с конструкционным демпфированием, учитывающие разложения по переменным предыстории нагружения виброизоляторов и выделение нелинейных членов малого порядка с помощью гармонического решения уравнения движения ВС. На базе разработанной полиноминальной математической модели деформирования виброизоляторов получены аналитические решения для процессов колебаний, свойственных гармоническому вибрационному и ударному нагружению ВС. Апробация разработанного метода показала, что даже в первом приближении по определению гармонических составляющих в получаемых решениях, он отличается высокой точностью (погрешность менее 2 %), в том числе и в условиях, когда известные методы малого параметра, а также и другие, не позволяют получать приближённых аналитических решений вообще.

3. С помощью линеаризации УГХ на основе математической модели деформирования созданы методы расчётов обобщенных динамических и

потребных упругогистерезисных характеристик цельнометаллических виброизоляторов при различных видах динамического возбуждения ВС. Показано, что в случае гармонического возбуждения ВС наилучший результат при оценке их резонансных режимов колебаний, взятых за основу определения потребных УГХ виброизоляторов, достигается при гармонической и квазигармонической линеаризации УГХ полиномами Чебышева, при случайном - линеаризацией полиномами Лежандра (погрешности расчетов до 10%). Это позволяет разрабатывать алгоритмы определения потребных УГХ проектируемых типоразмеров различных классов виброизоляторов по их обобщенным математическим моделям деформирования с учётом задаваемых ограничений на резонансных режимах колебаний ВС.

4. На основе анализа работоспособности виброизоляторов из МР в условиях значительных амплитуд возбуждающих виброперемещений, свойственных низким частотам, разработан метод проектирования многокомпонентных низкочастотных цельнометаллических виброизоляторов с прототипом ДКУ. Метод основан на применении обобщённых математических моделей деформирования ДКУ, приближенно подобных проектируемым конструкциям, и включает в себя методики расчёта потребных динамических, упругогистерезисных и прочностных характеристик, а также конструктивно-технологических параметров пружинных разгрузочных узлов и нового типоразмера виброизолятора-прототипа на основе его САПР. Это позволило предложить ряд перспективных конструкций многокомпонентных виброизоляторов на основе МР с повышенной грузоподъёмностью (в 10-15 раз по сравнению с прототипами) с улучшенными виброзащитными и противоударными свойствами.

5. Полученные закономерности упругого последействия прессовок, составляющего до 55 % от высоты УДЭ, в совокупности с созданными методами расчёта процессов упругопластического деформирования, статической прочности МР, оптимальных конструктивно-технологических параметров предзаготовок, заготовок и прессовок УДЭ являются основой для создания новых передовых технологий производства изделий из МР, в том числе, армированных УДЭ проволочными элементами различных типов и различных свойств. Это оказалось незаменимым средством создания многокомпонентных виброизоляторов из МР с повышенной упругостью и демпфированием (до 30 %), прочностью и теплопроводностью (до 10 раз по сравнению с виброизоляторами-прототипами).

6. Выполненный комплекс научно-исследовательских работ позволил разработать, внедрить и освоить серийное производство в СГАУ ряда многокомпонентных виброизоляторов из МР с прототипом ДКУ, что доказывает научную и практическую применимость разработанной автором методологической основы для проектирования и создания перспективных средств виброзащиты для систем вибро- и ударозащиты современных транспортных средств, машин, аппаратуры и приборов.

Основное содержание диссертации опубликовано: в ведущих научных рецензируемых журналах и изданиях, рекомендованных Высшей аттестационной комиссией

1. Лазуткин, Г.В. Универсальный метод решения задачи о колебаниях виброзащитных гистерезисных систем [Текст] / Г.В. Лазуткин,

B.А. Антипов, А.Л. Рябков // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии: Известия Орёл ГТУ. - 2009. - №2-3 /274(560). -

C. 99-106.

2. Лазуткин, Г.В. Влияние особенностей конструкционного демпфирования на нелинейные колебания виброзащитных систем [Текст] / Г.В. Лазуткин, В.А. Антипов, А.Л. Рябков // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2009. том 11, №3. - С. 301-306.

3. Лазуткин, Г.В. Практические основы построения математических моделей деформирования сложных систем конструкционного демпфирования [Текст] / Г.В. Лазуткин // Вестник Самарской государственной академии путей сообщения. - Самара: СамГУПС, 2009. - Вып. 4 (16). - С. 65-70.

4. Лазуткин, Г.В. Эквивалентное математическое моделирование процессов деформирования сложных систем конструкционного демпфирования [Текст] / Г.В. Лазуткин // Вестник Самарского государственного университета путей сообщения. -2009.-Вып. 3 (15). - С. 130-138.

5. Лазуткин, Г.В. Колебания вибро- и ударозащитных систем с конструкционным демпфирование при ударном нагружении [Текст] / Г.В. Лазуткин // Вестник Самарского государственного университета путей сообщения. -2009. - Вып. 3 (15). - С. 138-145.

6. Лазуткин, Г.В. Метод расчёта демпфирующей способности модифицированных виброизоляторов типа «двойной колокольчик» [Текст]/ Г.В. Лазуткин, В.А. Антипов, М.А. Петухова // Известия ОрёлГТУ. Фундаментальные прикладные и проблемы техники и технологии. - 2009. -№5/277 (576).-С. 38-46.

7. Лазуткин, Г.В. Определение виброзащитных характеристик виброизоляторов из волокнового проволочного материала типа двойной колокольчик усиленный с пружинным разгрузочным устройством [Текст] / Г.В. Лазуткин [и др.] // Весгник Самарского государственного университета путей сообщения. -2009. - Вып.5(17). - Том 1. - С. 129-132.

8. Лазуткин, Г.В. Теория прессования проволочного материала МР [Текст] / Г.В. Лазуткин // Вестник Самарского государственного университета путей сообщения.-2009.-Вып. 6 (18).-С. 157-169.

9. Лазуткин, Г.В. Колебания виброзащитных систем с конструкционным демпфированием при случайном нагружении [Текст] / Г.В. Лазуткин // Вестник Самарского государственного университета путей сообщения. -2010.-Вып. 2 (20).-С. 106-116.

10. Лазуткин, Г.В. Вынужденные установившиеся квазигармонические колебания виброзащитных систем с конструкционным демпфированием [Текст] / Г.В. Лазуткин // Вестник Самарского государственного университета путей сообщения. -2010. - Вып. 2 (20). - С. 91-105.

11. Лазуткин, Г.В. Методы расчёта виброзащитных упругогистерезисных характеристик виброизоляторов с сухим трением [Текст] / Г.В. Лазуткин // Вестник Самарского государственного университета путей сообщения. -2010.-№3,-С. 102-111.

12. Лазуткин, Г.В. Исследование упругих и прочностных свойств материала МР [Текст] / Г.В. Лазуткин // Вестник Самарского государственного университета путей сообщения. -2010. - № 3. - С. 123-131.

13. Лазуткин, Г.В. Формование материала МР в оболочки конической и колоколообразной формы [Текст] / Г.В. Лазуткин // Вестник Самарского государственного университета путей сообщения. -2010. - № 4. - С. 172-179.

14. Лазуткин, Г.В. Создание многокомпонентных цельнометаллических внброизоляторов и разработка их математической модели деформирования [Текст] / Г.В. Лазуткин // Вестник Самарского государственного университета путей сообщения. -2010. -№ 4. - С. 179-188.

15. Лазуткин, Г.В. Формование изделий из упругодемпфирующего материала МР для агрегатов и систем транспортной техники [Текст] /Г.В. Лазуткин // Вестник транспорта Поволжья. - 2010. - № 4. - С. 82 - 90.

16. Лазуткин, Г.В. Исследование вынужденных установившихся колебаний виброзащитных систем с помощью гармонической и квазигармонической линеаризации упругогистерезисных характеристик виброизоляторов [Текст] / Г.В. Лазуткин [и др.] // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии: Известия Орёл ГТУ. - 2011. - № 2(286). - С.101-107.

17. Лазуткин, Г.В. Неустановившиеся колебания виброзащитных систем с конструкционным демпфированием [Текст] / Г.В. Лазуткин [и др.] // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии: Известия Орёл ГТУ. - 2011. - № 3(287). - С. 60-66.

18. Лазуткин, Г.В. Проектирование многокомпонентных втулочных виброизоляторов из проволочного материала МР [Текст] / Г.В. Лазуткин, М.А. Петухова//Вестник транспорта Поволжья.-2011.-№ 3. - С. 42-51.

19. Лазуткин, Г.В. Метод аппроксимации петель гистерезиса многоконтактных виброизоляторов с сухим трением [Текст] / Г.В. Лазуткин [и др.] // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. - 2011. - Т. 13, № 4 (42). -С.231-234.

20. Лазуткин, Г.В. Повышение стабильности виброзаццггных свойств и ресурса виброизоляторов сухого трения из материала металлорезина [Текст] / Г.В. Лазуткин [и др.] // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. - 2011. - Т.13. - № 4(3) - С. 1093-1094.

- в монографиях

21. Лазуткин, Г.В. Совершенствование конструкций и методов расчёта виброизоляторов на основе проволочного волокнового материала: монография [Текст] / Г.В. Лазуткин, В.А. Антипов, А.Л. Рябков. - Самара: СамГУПС, 2008. - 200 с.

22. Лазуткин, Г.В. Динамика виброзащитных систем с конструкционным демпфированием и разработка виброизоляторов из проволочного материала МР [Текст] / Г.В. Лазуткин. - Самара: СамГУПС, 2010. - 291 с.

- в других изданиях

23. Лазуткин, Г.В. Виброизоляторы из материала МР (тип ДКУ) [Текст] / Г.В. Лазуткин Деп. в ВИНИТИ-№ 6112-85 библ. указ. №12. 150 с.

24. Лазуткин, Г.В. Вынужденные периодические колебания виброзащитных систем с конструкционным гистерезисом [Текст] / Г.В. Лазуткин // Вибрационная прочность и надёжность двигателей и систем летательных аппаратов: сборник научных трудов. - Куйбышев: КуАИ, 1986. - С.81-89.

25. Лазуткин, Г.В. Исследование процесса прессования изделий из материала МР [Текст] / Г.В. Лазуткин, К.И. Суханов // Вибрационная прочность и надёжность двигателей и систем летательных аппаратов: сборник научных трудов. - Куйбышев: КуАИ, 1987. - С. 85-93.

26. Лазуткин, Г.В. Автоматизированное проектирование виброизоляторов из материала МР [Текст] / Г.В. Лазуткин, А.М. Уланов // Вибрационная прочность и надёжность двигателей и систем летательных аппаратов: сб. науч. тр. - Куйбышев: КуАИ, 1988. - С.49-53.

27. Лазуткин, Г.В. О повышении теплопроводности упругодемпфирующих элементов из материала МР [Текст] / Г.В. Лазуткин, А.И. Белоусов, А.М. Жижкин // Известия вузов. Авиационная техника. - 1989. - №3. - С.84-86.

28. Лазуткин, Г.В. Математическая модель деформирования систем конструкционного демпфирования и её программная реализация [Текст] / Г-В. Лазуткин, А.М. Уланов, И.В. Фёдорова // Проблемы прочности. - 1990. -№8. -С.30-34.

29. Лазуткин, Г.В. Исследование особенностей случайных колебаний виброзащитных систем с материалом МР [Текст] / Г.В. Лазуткин, C.B. Шманёв // Тезисы докладов XII Всесоюзная конф. по конструкционной прочности двигателей. - Куйбышев: КуАИ, 1990.

30. Лазуткин, Г.В. Исследование динамических характеристик виброзащитных систем на основе материала МР при случайном нагружении [Текст] / Г.В. Лазуткин // Проектирование и доводка авиационных газотурбинных двигателей : сборник науч. трудов. - Самара: Самарский авиац. ин-т., 1992. -С.51—58.

31. Лазуткин, Г.В. Некоторые вопросы разработки модифицированных конструкций виброизоляторов и демпферов из материала МР [Текст] / Г.В. Лазуткин // Актуальные проблемы динамики и прочности материалов и конструкций: модели, методы, решения: материалы международной научно-технической конференции. - Орёл: Орёл ГТУ.2007. - С.287-288.

32. Лазуткин, Г.В. Метод исследования нелинейных колебаний виброзащитных систем с конструкционным гистерезисом и гидродинамическим демпфированием [Текст] / Г.В. Лазуткин // Актуальные проблемы динамики и прочности материалов и конструкций: модели, методы, решения: материалы международной научно-технической конференции. - Орёл: Орёл ГТУ, 2007. - С.285-286.

33. Лазуткин, Г.В. Теоретические основы расчёта динамических характеристик виброзащитных систем с конструкционным демпфированием [Текст] / Г.В. Лазуткин // Механика и процессы управления. Труды XXXVII Уральского семинара. - Екатеринбург: УрОРАН. - 2007. - С.101-108.

34. Лазуткин, Г.В. Метод исследования динамических характеристик виброзащитных систем с конструкционным демпфированием при случайном нагружении [Текст] / Г.В. Лазуткин // Материалы международной научной конференции «Современные проблемы математики, механики, информатики». - Тула: Изд-во ТулГУ, 2008. -С.231-235.

35. Лазуткин, Г.В. Квазигармонические колебания виброзащитных систем с сухим трением при гармоническом возбу>вдении [Текст] / Г.В. Лазуткин,

B.А. Антипов, М.А. Петухова // Гидравлические машины, гидроприводы и гидропневмоавтоматика. Современное состояние и перспективы развития: труды международной научно-технической конференции. - СПб., 2008. -

C.231-232.

36. Лазуткин, Г.В. Конструирование и расчёт низкочастотных модифицированных виброизоляторов ДКУ с повышенной несущей способностью [Текст] / Г.В. Лазуткин, В.А. Антипов, М.А. Петухова // Проблемы исследования и проектирования машин: сборник статей IV международной конференции. - Пенза: Приволжский Дом знаний, 2008. -С.100-104.

37. Лазуткин, Г.В. Влияние пружинных разгрузочных устройств на демпфирующую способность модифицированных виброизоляторов типа ДКУ [Текст] / Г.В. Лазуткин, В.А. Антипов, М.А. Петухова // Проблемы и

перспективы развития двйгателестроеиия: материалы докладов междунар. науч.-техн. конф.Ч.2. - Самара: СГАУ,2009. - С. 122-123.

38. Лазуткин, Г.В. Высокоэффективные низкочастотные виброизоляторы с разгрузкой от веса для железнодорожного транспорта [Текст] / Г.В. Лазуткин, В.А. Антипов, М,А. Петухова // Управляемые вибрационные технологии и машины: сб. науч. ст. в 2 ч., Ч. 2. - Курск: Курск. Гос. техн. ун-т, 2010,- С. 125-130.

39. Упругодемпфирующий элемент. Лазуткин Г.В., Барас С.Д., Тройников A.A.

A.c. №1272027 AI, СССР, МКИ 4 F16 F 1/36. опубл. 23.11.86 г., бюл. №43. -2 е.: ил.

40. Способ изготовления заготовок для получения металлорезиновых упругодемпфирующих элементов. Лазуткин Г.В., Веселов Е.П., Першин

B.А., Пичугин А.Д. A.c. №1472168 AI, СССР, МКИ 5 В 21 F21/00. опубл. 15.04.89 г., бюл. №14. - 4 е.: ил.

41. Патент RU № 2001329 С1, МКИ 5, F 16 F 3/02. Виброизолятор / Безводин В.А., ЛазуткинГ.В. опубл. 15.10.93, бюл. №37-38 - 6 с.

42. Патент RU № 73046, МПК F 16F 3/08. Виброизолятор / Антипов В.А., Лазуткин Г.В., Рябков А.Л.- опубл.: 10.05.2008, бюл. № 13.

43. Патент RU №86953, МПК D07B1/10. Трос / Антипов В.А., Лазуткин Г.В., Изранова И.А. - опубл. 20.09.2009, бюл. №26.

44. Патент RU 2378545, МПК F16F 3/10. Виброизолятор / Антипов В.А., Лазуткин Г.В., Рябков АЛ. - опубл.: 10.01.2010, бюл. №1.

45. Патент RU 95048, МПК F16F 3/08. Виброизолятор втулочный / Антипов В.А., Лазуткин Г.В., Петухова М.А. - опубл.: 10.06.2010, бюл. №16.

46. Патент RU 95049, МПК F16F 3/08. Виброизолятор / Антипов В.А., Лазуткин Г.В., Петухова М.А. - опубл.: 10.06.2010, бюл. №16.

Подписано в печать 18.11.2011. Формат 60x90 ]/36. Усл. печ. л. 2,0. Тираж 100 экз. Заказ № 308.

Отпечатано в ФПБОУ ВПО «Самарский государственный университет путей сообщения». 443022, Самара, Заводское шоссе, 18. Тел.: (846) 999-01-56.

Основные сокращения и обозначения.

Введение.

1. Обзор состояния научных исследований по конструкционному демпфированию и результатов разработки виброизоляторов из материала МР.

1.1. Анализ методов и результатов исследования упругогистерезисных характеристик узлов и соединений механических систем.

1.1.1. Узлы и соединения механических систем.

1.1.2 Изделия из проволочных материалов с конструкционным демпфированием.

1.1.3. Анализ экспериментального метода изучения обобщенных упругогистерезисных характеристик.

1.2. Обзор методов приближенного описания упругогистерезисных характеристик систем конструкционного демпфирования.

1.2.1. Аппроксимация петель гистерезиса полиномами Чебышева.

1.2.2. Анализ общих закономерностей гистерезиса в материалах и системах с конструкционным демпфированием.

1.2.3. Анализ феноменологических подходов к описанию петель гистерезиса.

1.3. Обзор и анализ методов исследования нелинейных колебаний виброзащитных систем.

1.3.1. Анализ существующих подходов к выводу дифференциального уравнения движения ВС.

1.3.2. Свободные колебания (точные решения).

1.3.3. Свободные колебания (приближенные решения).

1.3.4. Нестационарные колебания (приближенные решения).

1.3.5. Вынужденные установившиеся колебания виброзащитных систем при гармоническом возбуждении.

1.4. Краткий обзор по вопросам разработки, исследования и применения виброизоляторов из МР.

1.4.1. Основные особенности изготовления изделий из проволочного материала МР.

1.4.2. Анализ конструкций виброизоляторов из МР и оценка эффективности их применения.

1.4.3. Анализ результатов исследования механических характеристик виброизоляторов из МР.

1.5. Постановка задач исследования.

2. Разработка методологии построения полуэмпирических математических моделей деформирования многокомпонентных виброизоляторов с конструкционным демпфированием..

2.1. Эквивалентное математическое моделирование процессов деформирования систем конструкционного демпфирования.

2.1.1. Анализ поведения процессов деформирования многослойной балки при произвольном характере ее нагружения.

2.1.2. Разработка метода описания деформационных характеристик систем конструкционного демпфирования.

2.1.3. Разработка алгоритмов построения процессов произвольного деформирования систем конструкционного демпфирования.

2.2. Разработка методов аналитического описания петель гистерезиса систем конструкционного демпфирования.

2.2.1. Описание полигональных контуров петель гистерезиса полиномами Чебышева.

2.2.2. Гармоническая и квазигармоническая линеаризация неупругих сил реакции систем конструкционного демпфирования.

2.3. Разработка метода математического описания исходных совокупностей процессов деформирования систем конструкционного демпфирования.

2.3.1. Аппроксимация исходных совокупностей полиномами Чебышева.

2.3.2. Разработка метода описания множеств характерных точек исходных совокупностей.

2.2.3. Апробации созданных методов описания процессов деформирования систем конструкционного демпфирования.

2.4. Разработка метода построения обобщенных (критериальных) математических моделей деформирования систем конструкционного демпфирования.

2.5. Основы построения математических моделей деформирования общего вида для многокомпонентных виброизоляторов.

2.5.1. Построение исходных совокупностей и исходных линий.

2.5.2. Особенности построения математических моделей деформирования многокомпонентных низкочастотных виброизоляторов.

2.6. Выводы.

3. Разработка методов исследования нелинейных колебаний виброзащитных систем и расчета динамических характеристик виброизоляторов с конструкционным демпфированием.

3.1. Вынужденные установившиеся колебания ВС при гармоническом возбуждении.

3.1.1. Нерезонансный случай.

3.1.2. Резонансный случай.

3.2. Применение метода малого параметра для исследования неустановившихся колебаний виброзащитных систем.

3.2.1. Дифференциальное уравнение движения виброзащитных систем.

3.2.2. Построение алгоритма разложения решений.

3.2.3. Колебания виброзащитных систем при ударном нагружении.

3.3. Апробация разработанного метода малого параметра и оценка его эффективности.

3.3.1. Колебания виброзащитных систем с «чисто» сухим трением.

3.3.2. Решение уравнения Дуффинга.

3.4. Создание методов проектировочных расчетов динамических и потребных упругогистерезисных характеристик виброизоляторов систем конструкционного демпфирования.

3.4.1. Основы расчета динамических характеристик виброизоляторов при квазигармонических и гармонических колебаниях ВС.

3.4.2. Гармоническая линеаризация упругогистерезисных характеристик

3.4.3. Квазигармоническая линеаризация упругогистерезисных характеристик.

3.4.4. Метод расчета динамических характеристик СКД при широкополосном случайном вибровозбуждении.

3.4.5. Метод расчета потребных УГХ.

3.5. Выводы.

4. Методы расчета конструктивно-технологических параметров для упругодемпфирующих и упругих компонент цельнометаллических многокомпонентных виброизоляторов на основе материала MP.

4.1. Разработка методов расчета основных конструктивнотехнологических параметров изделий из MP.

4.1.1. Изделия цилиндрического и втулочного типа.

4.2.1. Оболочки конической и колоколообразной формы.

4.2. Разработка методов расчета параметров прессования изделий из МР.

4.2.1. Метод расчета идеального прессования МР.

4.2.2. Вывод основного уравнения прессования (давление -плотность).

4.3. Экспериментальное исследование процесса прессования материала МР.

4.3.1. Влияние технологических параметров МР на характер процессов прессования.

4.3.2. Экспериментально-теоретическое определение коэффициентов в уравнении прессования МР.

4.3.3. Метод расчета параметров прессования осесимметрич-ныхтел из МР.

4.3.4. Метод расчета параметров прессования конусообразных и кол околообразных оболочек.

4.4. Методы расчета упругих и прочностных характеристик материала МР.

4.4.1. Исследование упругого объемного последействия прессовок

4.4.2. Метод расчета статической прочности материала МР.

4.5. Расчет основных параметров пружинных разгрузочных и противоударных устройств.

4.5.1. Расчет конструктивных параметров пружинного разгрузочного устройства с цилиндрической пружиной.

4.5.2. Расчет параметров противоударного устройства.

4.6. Выводы.

5. Метод проектирования и разработка низкочастотных противоударных многокомпонентных виброизоляторов на основе материала МР.

5.1. Расчет потребных упругогистерезисных характеристик многокомпонентных низкочастотных виброизоляторов.

5.1.1. Выбор прототипа.

5.1.2. Проектирование пружинных разгрузочных узлов и типоразмера прототипа «двойной колокольчик усиленный».

5.2. Создание многокомпонентных низкочастотных виброизоляторов на основе материала МР и математического моделирования упругогистерезисных характеристик.

5.2.1.Разработка низкочастотных виброизоляторов на основе семейства «двойной колокольчик».

5.2.2. Разработка математической модели деформирования типовых конструкций.

5.3. Разработка перспективных конструкций многокомпонентных виброизоляторов.

5.3.1. Разработка многокомпонентного противоударного виброизолятора.

5.3.2. Разработка конструкций низко- и среднечастотных многокомпонентных виброизоляторов втулочного типа с повышенной несущей способностью.

5.4. Разработка высококачественных упруго демпфирующих элементов для многокомпонентных виброизоляторов.

5.4.1. Конструирование заготовок упругодемпфирующих элементов с высокой теплопроводностью для втулочных виброизоляторов.

5.4.2. Конструирование заготовок упругодемпфирующих элементов для производства виброизоляторов втулочного типа с увеличенным ресурсом работы.

5.4.3. Разработка конструкций равночастотных высокочастотных виброизоляторов кольцевого типа с повышенной прочностью.

5.4.4. Повышение стабильности УДЭ многокомпонентных виброизоляторов при наработке.

5.4.5. Оценка эффективности применения многокомпонентных виброизоляторов в системах виброзащиты транспортных средств.

5.5. Выводы.

Современные транспортные системы (ТС) различного назначения, включая двигатели летательных аппаратов (ДЛА) и ракетно-космический техники (РКТ), подвержены воздействию интенсивных динамических нагрузок в широком спектре частот и ускорений, высоких и низких температур, солнечной радиации, повышенной влажности, агрессивных сред и других неблагоприятных факторов. В связи с этим разработка высококачественных ТС неразрывно связана с решениями проблем обеспечения повышенной стойкости, вибрационной прочности и функциональной надёжности их агрегатов, систем управления, входящих в них узлов и деталей. Одним из основных путей решения указанных проблем является создание вибро- и ударозащитных систем (ВС) на основе цельнометаллических виброизоляторов с конструкционным демпфированием. Упругодемпфирующие элементы (УДЭ) таких виброизоляторов изготавливаются из отрезков тросов, многослойных пластин, тканых и нетканых волокновых (проволочных) материалов.

Начало изучения явления конструкционного гистерезиса в системах конструкционного демпфирования (СКД) было заложено в работах Пиано и Халловела, Гудмана и Клампа за рубежом, ученых бывшего СССР Я.Г. Па-новко, Г.И. Страхова, Ю.А. Лебедева, Н.Г. Калинина (см. обзор литературы в [62]), а также ученых Самарской школы - A.M. Сойфера, Н.Д. Кузнецова, В.П. Филекина, И.Д. Эскина, В.Н. Бузицкого, Н.С. Кондрашева, В.А. Фролова, Ю.К. Пономарева, Е.В. Шахматова и других ученых. Эти работы во многом послужили основой при создании новых эффективных методов и средств виброзащиты. Так, в трудах A.M. Сойфера [117] впервые был описан демпфирующий элемент для трубопроводов, представляющий собой «. стальную проволочную набивку» - прообраз нового проволочного материала MP [6,7].

В 60-е годы, характеризующиеся бурным развитием авиационной и ракетно-космической техники, в КуАУ авторами A.M. Сойфером, В.Н. Бузицким и В.А. Першиным был создан материал МР, получаемый холодным прессованием взаимоперекрещивающихся спиралей [7]. Не преувеличивая, можно утверждать, что созданные в КуАИ (ныне СГАУ) под руководством видных ученых А.М. Сойфера, Н.Д. Кузнецова, А.И. Белоусова виброизолирующие и демпфирующие устройства на основе материала МР явились чуть ли не единственным средством обеспечения вибрационной прочности и надежности ЭУ и ТС в экстремальных условиях их эксплуатации. При этом освоение серийного производства типовых средств виброзащиты на основе материала МР и их масштабное применение во многих отраслях промышленности с целью подавления опасных динамических нагрузок во многом обеспечило повышение качества изделий современной техники.

Вместе с тем, изучение свойств материала МР и создаваемых на его основе цельнометаллических виброизоляторов и демпферов как сложных стохастических систем с конструкционным гистерезисом, во многом определило научную направленность Самарской школы конструкционного демпфирования.

В 90-е годы, благодаря усилиям коллектива единомышленников В.А. Сойфера, Д.Е. Чегодаева и А.Н. Кирилина, серийное производство виброизоляторов из МР при поддержке РКЦ «ЦСКБ Прогресс» было сохранено в единственной организации России - Самарском государственном аэрокосмическом университете. В настоящее время под руководством известного в России ученого Е.В. Шахматова и его соратника А.И. Ермакова серийное производство виброизоляторов из МР непрерывно совершенствуется; осуществляется разработка новых более перспективных конструкций для народного хозяйства, в частности для Российских железных дорог (РЖД).

Материал МР, обладая двойственной структурой, как материала и как сложной системы конструкционного демпфирования (СКД), состоящей из множества контактирующих витков проволочных спиралей, позволяет получать большое разнообразие конструктивных форм виброизоляторов под различные эксплуатационные требования. Последнее явилось решающим фактором при создании высокоэффективных многокомпонентных виброизоляторов, включающих наборы УДЭ из различных модификаций материала МР или других СКД, а также один или несколько пружинных узлов различного назначения.

Однако, несмотря на богатый опыт применения виброизоляторов с конструкционным демпфированием, теоретические основы их проектирования недостаточно развиты. Это связано, во-первых, с недостаточной развитостью и систематизацией аналитических методов изучения особенностей поведения ВС с конструкционным демпфированием при различных видах их возбуждения (гармоническое и случайное вибровозбуждение, ударное нагружение с учётом постоянно действующей нагрузки и т.п.).

Во-вторых - с ограниченными возможностями существующих методов моделирования и расчёта механических характеристик многокомпонентных виброизоляторов, в том числе, и на основе материала МР.

Совокупность указанных выше проблем и обуславливает актуальность темы диссертационной работы.

Цель диссертационной работы - развитие научных основ и инструментальных средств проектирования цельнометаллических многокомпонентных виброизоляторов с конструкционным демпфированием для современных транспортных средств, машин, приборов и аппаратуры при широком спектре внешних воздействующих факторов.

Научная новизна.

1. Создана обобщённая математическая модель деформирования цельнометаллических многокомпонентных виброизоляторов с конструкционным демпфированием с упругодемпфирующими, пружинными и противоударными элементами, соединёнными между собой по схеме, позволяющей каждой компоненте реализовать в полной мере свои упругодемпфирующие и прочностные свойства.

2. Установлены новые, важные для практики, закономерности формообразования процессов деформирования в зависимости от упругогистерезисных характеристик компонент виброизоляторов; разработаны методы и алгоритмы математического описания исходных семейств петель гистерезиса, включая их гармоническую и квазигармоническую линеаризацию, как результаты взаимодействия отдельных компонент.

3. Созданы новые приближённые аналитические методы малого параметра для получения непрерывных и кусочно-непрерывных квазигармонических решений нелинейного дифференциального уравнения движения ВС с конструкционным демпфированием, учитывающих особенности поведения упругих и неупругих составляющих реакции виброизоляторов ВС. В отличие от существующих, предлагаемые методы основаны на построении дополнительных разложений по переменным предыстории деформирования, характерных для виброизоляторов с конструкционным демпфированием, а также на выделении математически строго оптимальной величины малого параметра с помощью гармонических непрерывных и кусочно-непрерывных решений уравнения движения ВС.

4. Разработаны новые приближённые аналитические методы изучения колебаний ВС при гармоническом и случайном вибровозбуждении на основе квазигармонической и гармонической, а также статистической линеаризации для случая несимметричных упругогистерезисных характеристик многокомпонентных виброизоляторов конструкционного демпфирования.

5. Разработаны общие теоретические положения упругопластического деформирования материала МР при его формовании в УДЭ различных форм с учётом полной системы внешних силовых факторов, дополненных условиями деформирования витков спиралей в МР на основе детерминистской модели их уплотнения.

6. Выработан новый подход к определению статической прочности МР на растяжение и сжатие по величинам внутренних и внешних сил трения (предел текучести) и по наименьшему давлению по высоте прессовки (временное сопротивление на сжатие).

Практическая значимость. Созданные методы расчёта динамических, упругогистерезисных и прочностных характеристик многокомпонентных виброизоляторов, в том числе на основе материала МР, существенно расширяют практические диапазоны использования этих виброизоляторов для решения многих современных задач. Они позволяют выполнять проектировочные и поверочные расчёты в соответствии с техническими требованиями, предъявляемыми к системам вибро- и ударозащиты. В частности, определять амплитудно-частотные характеристики ВС, анализировать динамическую напряженность работы многокомпонентных виброизоляторов и их элементов, выбирать наиболее рациональные конструкторские параметры и технологические процессы производства УДЭ из МР, а также устанавливать необходимость в разработке новых конструкций многокомпонентных виброизоляторов или новых типоразмеров их прототипов.

Созданные и запатентованные конструкции многокомпонентных виброизоляторов обладают широким диапазоном полезных свойств, что позволяет повышать работоспособность и эксплуатационные характеристики систем вибро- и ударозащиты, сокращать сроки и затраты на освоение новой техники.

Реализация результатов работы. Методология проектирования многокомпонентных виброизоляторов типа ДКУ и двухкомпонентных виброизоляторов втулочного типа внедрены в ФГУП РКЦ «ЦСКБ-Прогресс» (г. Самара) и использовались при создании термоплат на основе высокочастотных втулочных виброизоляторов типа ВП-5, при разработке виброизоляторов типа ДКУ для систем управления бортовыми двигателями. Методы исследования колебаний ВС с конструкционным демпфированием применялись для анализа вибрационной напряжённости конструктивных элементов приборов при их гармоническом и случайном вибровозбуждении.

В ФГУП «Прикладной механики им. М.Ф. Решетнёва» (г. Красноярск) результаты работы использовались при создании систем виброзащиты бортовой аппаратуры, противоударных устройств солнечных батарей, средств вибро- и ударозащиты космического аппарата, размещаемых в узлах крепления его ферм к носителю.

Методы расчёта упругогистерезисных и динамических характеристик и метод проектирования многокомпонентных низкочастотных виброизоляторов ДКУ с пружинными разгрузочными устройствами и созданные с их помощью виброизоляторы внедрены в ОАО «Красногорский завод им. С.А. Зверева» (г. Красногорск, Московская обл.) при создании комплекса аэ-рофотосъёмочной аппаратуры в рамках международной программы «ОН» и наземной транспортной техники в рамках общероссийской программы «Совершенствование 88».

Разработанная при участии автора комплексная техническая документация позволила организовать серийное производство виброизоляторов из MP в СГАУ (г. Самара) и ОАО «Томский приборный завод» (г. Томск). Результаты работы используются в учебных процессах ФГБОУ ВПО СГАУ и Сам-ГУПС.

По теме диссертации опубликовано 117 работ: 66 статей, в том числе 20 в ведущих рецензируемых журналах и научных изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ:

1. Лазуткин, Г.В. Универсальный метод решения задачи о колебаниях виброзащитных гистерезисных систем [Текст]/ Г.В. Лазуткин, В.А. Антипов, А.Л. Рябков // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии: Известия Орёл ГТУ. - 2009. - №2-3 /274(560). -С.99-106.

2. Лазуткин, Г.В. Влияние особенностей конструкционного демпфирования на нелинейные колебания виброзащитных систем [Текст]/ Г.В. Лазуткин, В.А. Антипов, А.Л. Рябков // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2009. том 11, №3. - С. 301-306.

3. Лазуткин, Г.В. Практические основы построения математических моделей деформирования сложных систем конструкционного демпфирования [Текст] / Г.В. Лазуткин //Вестник Самарской государственной

1 ■ ' I I академии путей сообщения. - Самара: СамГУПС, 2009. - Вып. 4 (16). -С. 65-70.

4. Лазуткин, Г.В. Эквивалентное математическое моделирование процессов деформирования сложных систем конструкционного депмфирова-ния [Текст]/ Г.В. Лазуткин //Вестник Самарского государственного университета путей сообщения. -2009. - Вып. 3 (15). - С. 130-138.

5. Лазуткин, Г.В. Колебания вибро- и ударозащитных систем с конструкционным демпфирование при ударном нагружении [Текст]/ Г.В. Лазуткин // Вестник Самарского государственного университета путей сообщения. -2009. - Вып. 3 (15). - С. 138-145.

6. Лазуткин, Г.В. Метод расчёта демпфирующей способности модифицированных виброизоляторов типа «двойной колокольчик» [Текст]/ Г.В. Лазуткин, В.А. Антипов, М.А. Петухова // Известия ОрёлГТУ. Фундаментальные прикладные и проблемы техники и технологии. -2009. - №5/277 (576). - С.38-46.

7. Лазуткин, Г.В. Определение виброзащитных характеристик виброизоляторов из волокнового проволочного материала типа двойной колокольчик усиленный с пружинным разгрузочным устройством [Текст]/ Г.В. Лазуткин [и др.] // Вестник Самарского государственного университета путей сообщения. -2009. - Вып.5(17). - Том 1. - С. 129-132.

8. Лазуткин, Г.В. Теория прессования проволочного материала МР [Текст]/ Г.В. Лазуткин // Вестник Самарского государственного университета путей сообщения. - 2009. - Вып. 6 (18). - С. 157-169.

9. Лазуткин, Г.В. Колебания виброзащитных систем с конструкционным демпфированием при случайном нагружении [Текст]/ Г.В. Лазуткин // Вестник Самарского государственного университета путей сообщения. - 2010. - Вып. 2 (20). - С. 106-116.

Ю.Лазуткин, Г.В. Вынужденные установившиеся квазигармонические колебания виброзащитных систем с конструкционным демпфированием

Текст]/ Г.В. Лазуткин // Вестник Самарского государственного университета путей сообщения. -2010. - Вып. 2 (20). - С. 91-105.

П.Лазуткин, Г.В. Методы расчёта виброзащитных упругогистерезисных характеристик виброизоляторов с сухим трением [Текст]/ Г.В. Лазуткин // Вестник Самарского государственного университета путей сообщения.-2010.-№ 3.-С. 102-111.

12.Лазуткин, Г.В. Исследование упругих и прочностных свойств материала МР [Текст]/ Г.В. Лазуткин // Вестник Самарского государственного университета путей сообщения. -2010. - № 3. - С. 123-131.

13.Лазуткин, Г.В. Формование материала МР в оболочки конической и колоколообразной формы [Текст] / Г.В. Лазуткин // Вестник Самарского государственного университета путей сообщения. -2010. - № 4. - С. 172-179.

14.Лазуткин, Г.В. Создание многокомпонентных цельнометаллических виброизоляторов и разработка их математической модели деформирования [Текст]/ Г.В. Лазуткин // Вестник Самарского государственного университета путей сообщения. - 2010. - № 4. - С. 179-188.

15.Лазуткин, Г.В. Формование изделий из упругодемпфирующего материала МР для агрегатов и систем транспортной техники [Текст]/ Г.В. Лазуткин // Вестник транспорта Поволжья. - 2010. - № 4. - С. 82 - 90.

16.Лазуткин, Г.В. Исследование вынужденных установившихся колебаний виброзащитных систем с помощью гармонической и квазигармонической линеаризации упругогистерезисных характеристик виброизоляторов [Текст]/ Г.В. Лазуткин [и др.] // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии: Известия Орёл ГТУ. - 2011. -№2(286).-С.101-107.

17.Лазуткин, Г.В. Неустановившиеся колебания виброзащитных систем с конструкционным демпфированием [Текст]/ Г.В. Лазуткин [и др.] // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии: Известия Орёл ГТУ. - 2011. - №3(287). - С.60-66.

V/ >

18.Лазуткин, Г.В. Проектирование многокомпонентных втулочных виброизоляторов из проволочного материала МР [Текст] / Г.В. Лазуткин, М.А. Петухова // Вестник транспорта Поволжья. - 2011. - № 3. - С.42-51.

19. Лазуткин, Г.В. Метод аппроксимации петель гистерезиса многоконтактных виброизоляторов с сухим трением [Текст]/ Г.В. Лазуткин [и др.]// Известия Самарского научного центра Российской академии наук.

- 2011. - Т. 13, №4 (42). - С.231-234

20. Лазуткин, Г.В. Повышение стабильности виброзащитных свойств и ресурса виброизоляторов сухого трения из материала металлорезина [Текст]/ Г.В. Лазуткин [и др.]// Известия Самарского научного центра Российской академии наук. - 2011. - Т. 13. - №4(3) - С. 1093-1094.

- в монографиях

21.Лазуткин, Г.В. Совершенствование конструкций и методов расчёта виброизоляторов на основе проволочного волокнового материала: монография [Текст] / Г.В. Лазуткин, В.А. Антипов, А.Л. Рябков. - Самара: СамГУПС, 2008. - 200 с.

22.Лазуткин, Г.В. Динамика виброзащитных систем с конструкционным демпфированием и разработка виброизоляторов из проволочного материала МР [Текст] / Г.В. Лазуткин. - Самара: СамГУПС, 2010. - 291 с.

Работа докладывалась на 21 Всероссийских и международных научных конференциях, опубликовано 19 тезисов докладов.

Конструктивные разработки защищены 22 авторскими свидетельствами и 9 патентами РФ, 1 патентом США, 1 патентом Франции.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 165 наименований, изложена на 309 страницах и содержит 102 рисунка и 15 таблиц.

5.5. Выводы

1. Разработаны методы проектирования низкочастотных и противоударных многокомпонентных виброизоляторов, включающих в себя:

- математическое моделирование деформационных характеристик виброизоляторов;

- расчет динамических характеристик систем вибро- и ударозащиты;

- расчет потребных УГХ виброизоляторов для обеспечения заданных требований по динамическим нагрузкам;

- расчет оптимальных параметров пружинных разгрузочных устройств с учетом особенностей конструкции прототипа.

2. На основе отработанных конструкций прототипов и созданной методологии проектирования многокомпонентных виброизоляторов разработаны высоконадежные конструкции низкочастотных виброизоляторов с повышенной грузоподъемностью и улучшенными противоударными свойствами. Эти свойства обеспечиваются наличием разгрузочных устройств в виде предварительно поджатых цилиндрических пружин и проставок, установленных концентрично относительно оси виброизолятора между УДЭ колоколообраз-ной формы, или поджатых конических пружин, размещенных также соосно на наружной поверхности УДЭ.

Резонансные частоты разработанных низкочастотных виброизоляторов составляют (6-10) Гц. Коэффициент передачи на резонансе не превышает 3,5, причем в течение ресурса работы виброизолятора указанные значения остаются практически неизменными.

3. Разработаны перспективные конструкции низкочастотных и противоударных виброизоляторов на базе виброизоляторов семейства ДК и многослойных пластин, а также втулочных низкочастотных виброизоляторов, работающих по схеме двустороннего упора, при этом втулки поджаты с разными усилиями за счет введения в конструкцию виброизолятора предварительно поджатых пружин между одной из ограничительных шайб, воспринимающей вес ВС, и основанием корпуса, в котором размещены УДЭ.

Это обеспечивает равнопрочность УДЭ и высокую грузоподъемность втулочных виброизоляторов при соответствующем снижении резонансной частоты.

4. Наряду с разработкой новых конструкций виброизоляторов из МР не менее важной оказывается разработка новых конструкций (способов изготовления) заготовок их УДЭ. Это позволяет комплексно решать задачу повышения качества виброизоляторов из материала МР.

Так, введение в конструкцию заготовки УДЭ втулочного типа проволочных жгутов с высокой теплопроводностью позволяет увеличить его теплопроводность в 8-10 раз, а демпфирующую способность на 20-30 % при сохранении упругости материала МР. Это позволяет увеличить ресурс втулочных виброизоляторов и параллельно решить задачу теплоотвода от приборов РЭА к холодному основанию.

Включение в массив проволочных спиралей обычной заготовки втулочного УДЭ неперекрещивающихся спиралей с большим диаметром проволоки и диаметром спиралей, оси которых параллельны оси УДЭ, позволяют увеличить упругие возможности материала МР и уменьшить усадку УДЭ при наработке, что увеличивает ресурс работы втулочных виброизоляторов в целом.

5. Эффективным средством повышения надежности виброизоляторов из МР является введение в определенной пропорции антифрикционных материалов и покрытий. Как показали результаты исследований, такие мероприятия увеличивают демпфирующую способность и ресурс работы виброизоляторов в 2-3 раза.

Высокая эффективность применения многокомпонентных виброизоляторов, а также их прототипов, подтверждена многолетним опытом их эксплуатации в системах виброзащиты ЭУ и ТС многими промышленными предприятиями с 1968 г. по настоящее время.

293

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Решена важная научно-техническая проблема развития научных основ и создания инструментальных средств проектирования высокоэффективных цельнометаллических многокомпонентных виброизоляторов с конструкционным демпфированием, в том числе и на основе материала МР, для современных транспортных средств, машин, приборов и аппаратуры. Методологической основой решения проблемы являются разработанные методы создания виброизоляторов данного типа, основанные на фундаментальных исследованиях динамического поведения систем вибро- и ударозащиты с конструкционным демпфированием, а также упругогистерезисных, упругопласти-ческих и прочностных характеристик изделий из материала МР и их технологических процессов изготовления.

1. На базе всестороннего анализа существующих систем конструкционного демпфирования, конструкций цельнометаллических виброизоляторов и изучения закономерностей поведения их процессов деформирования разработана методология построения полуэмпирических математических моделей деформирования многокомпонентных виброизоляторов, основанная на методах расчёта процессов произвольного нагружения для входящих в конструкцию УДЭ, объединённых рациональной схемой их соединения из условия обеспечения необходимых механических характеристик проектируемой конструкции. Это позволяет создавать методы проектировочных расчётов механических характеристик многокомпонентных виброизоляторов с конструкционным демпфированием.

2. На основе систематизации приближённых аналитических методов и алгоритмов разложения общего решения нелинейного дифференциального уравнения ВС по степеням малого параметра разработаны методы исследования установившихся и неустановившихся квазигармонических колебаний ВС с конструкционным демпфированием, учитывающие разложения по переменным предыстории нагружения виброизоляторов и выделение нелинейных членов малого порядка с помощью гармонического решения уравнения движения ВС. На базе разработанной полиноминальной математической модели деформирования виброизоляторов получены аналитические решения для процессов колебаний, свойственных гармоническому вибрационному и ударному нагружению ВС. Апробация разработанного метода показала, что даже в первом приближении по определению гармонических составляющих в получаемых решениях, он отличается высокой точностью (погрешность менее 2 %), в том числе и в условиях, когда известные методы малого параметра, а также и другие, не позволяют получать приближённых аналитических решений вообще.

3. С помощью линеаризации УГХ на основе математической модели деформирования созданы методы расчётов обобщенных динамических и потребных упругогистерезисных характеристик цельнометаллических виброизоляторов при различных видах динамического возбуждения ВС. Показано, что в случае гармонического возбуждения ВС наилучший результат при оценке их резонансных режимов колебаний, взятых за основу определения потребных УГХ виброизоляторов, достигается при гармонической и квазигармонической линеаризации УГХ полиномами Чебышева, при случайном - линеаризацией полиномами Лежандра (погрешности расчетов до 10%). Это позволяет разрабатывать алгоритмы определения потребных УГХ проектируемых типоразмеров различных классов виброизоляторов по их обобщенным математическим моделям деформирования с учётом задаваемых ограничений на резонансных режимах колебаний ВС.

4. На основе анализа работоспособности виброизоляторов из МР в условиях значительных амплитуд возбуждающих виброперемещений, свойственных низким частотам, разработан метод проектирования многокомпонентных низкочастотных цельнометаллических виброизоляторов с прототипом ДКУ. Метод основан на применении обобщённых математических моделей деформирования ДКУ, приближенно подобных проектируемым конструкциям, и включает в себя методики расчёта потребных динамических, упругогистерезисных и прочностных характеристик, а также конструктивнотехнологических параметров пружинных разгрузочных узлов и нового типоразмера виброизолятора-прототипа на основе его САПР. Это позволило предложить ряд перспективных конструкций многокомпонентных виброизоляторов на основе МР с повышенной грузоподъёмностью (в 10-15 раз по сравнению с прототипами) с улучшенными виброзащитными и противоударными свойствами.

5. Полученные закономерности упругого последействия прессовок, составляющего до 55% от высоты УДЭ, в совокупности с созданными методами расчёта процессов упругопластического деформирования, статической прочности МР, оптимальных конструктивно-технологических параметров предзаготовок, заготовок и прессовок УДЭ являются основой для создания новых передовых технологий производства изделий из МР, в том числе, армированных УДЭ проволочными элементами различных типов и различных свойств. Это оказалось незаменимым средством создания многокомпонентных виброизоляторов из МР с повышенной упругостью и демпфированием (до 30%), прочностью и теплопроводностью (до 10 раз по сравнению с виброизоляторами-прототипами).

6. Выполненный комплекс научно-исследовательских работ позволил разработать, внедрить и освоить серийное производство в СГАУ ряда многокомпонентных виброизоляторов из МР с прототипом ДКУ, что доказывает научную и практическую применимость разработанной автором методологической основы для проектирования и создания перспективных средств виброзащиты для систем вибро- и ударозащиты современных транспортных средств, машин, аппаратуры и приборов.

1. Абрамович, С.Ф. Динамическая прочность судового оборудования Текст. / С.Ф. Абрамович, Ю.С. Крючков. JL: Судостроение, 1967. -512 с.

2. Альберг, Дж. Теория сплайнов и ее приложения Текст. / Дж. Альберг, Э. Нильсон, Дж. Уолт. М.: Мир, 1972. - 317 с.

3. Андронов, A.A. Теория колебаний Текст. / A.A. Андронов, A.A. Витт, С.Э. Хайкин. М.: Физматгиз, 1959. - 916 с.

4. Анурьев, В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: в 3 т; т.З Текст. / В.И. Анурьев. 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1980. - 557 с.

5. A.c. 136608 СССР. Упругий элемент для систем демпфирования / A.M. Сойфер, В.Н. Бузицкий, В.А. Першин. Опубл. 1961, Бюл. № 5.

6. A.c. 183174 СССР. Способ изготовления нетканого материала MP из металлической проволоки / A.M. Сойфер, В.Н. Бузицкий, В.А. Першин.- Опубл. 1966, Бюл. № 13.

7. A.c. 191280 СССР. Амортизатор / В.Н. Бузицкий и др.. Опубл. 1967, Бюл. № 3.

8. A.c. 217351 СССР. Устройство для навивки непрерывной спирали / Г.В. Казанский, A.M. Сойфер. Опубл. 1967, Бюл. № 16.

9. A.c. 194478 СССР. Цельнометаллический амортизатор / В.А. Колесников. Опубл. 1967, Бюл. № 8.

10. A.c. 297734 СССР. Трос / Г.В. Лазуткин и др.. Опубл. 1971, Бюл. № 10.

11. A.c. 308254 СССР, МПК F181 13/00. Цельнометаллический амортизатор / В.А. Колесников. Опубл. 1971, Бюл. № 21.

12. A.c. 326810 СССР. Способ изготовления заготовок для получения металлорезиновых деталей / Г.В. Лазуткин и др.. Опубл. 1976, Бюл. №23.

13. A.c. 1232874 СССР. Виброизолятор / Г.В. Лазуткин и др.. Опубл. 1986, Бюл. № 19.15,16,17,18,19.