Решение обобщенных задач виброзащиты и виброизоляции на основе структурных методов математического моделирования

Димов, Алексей Владимирович

Решение обобщенных задач виброзащиты и виброизоляции на основе структурных методов математического моделирования тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.06 ВАК РФ

Димов, Алексей Владимирович АВТОР

кандидата технических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Иркутск МЕСТО ЗАЩИТЫ

2005 ГОД ЗАЩИТЫ

01.02.06 КОД ВАК РФ

Диссертация по механике на тему «Решение обобщенных задач виброзащиты и виброизоляции на основе структурных методов математического моделирования»

Автореферат диссертации на тему "Решение обобщенных задач виброзащиты и виброизоляции на основе структурных методов математического моделирования"

На правах рукописи

Димов Алексей Владимирович

РЕШЕНИЕ ОБОБЩЕННЫХ ЗАДАЧ ВИБРОЗАЩИТЫ И ВИБРОИЗОЛЯЦИИ НА ОСНОВЕ СТРУКТУРНЫХ МЕТОДОВ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

Специальность: 01.02.06 - Динамика, прочность машин, приборов и аппаратуры.

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Иркутск - 2005

Работа выполнена в Иркутском государственном университете путей сообщения.

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Елисеев С.В.

Официальные оппоненты:

доетор технических наук, Гозбенко В.Е., кандидат технических наук, доцент Засядко А.А.

Ведущая организация:

ГНУ НИИ Систем управления, волновых процессов и технологий (г. Красноярск).

Защита диссертации состоится «24» ноября 2005 г. в 13 часов в зале заседаний диссертационного совета Д218.004.02 в Иркутском государственном университете путей сообщения (ИрГУПС) по адресу: 664074 г. Иркутск, ул. Чернышевского, 15 (ауд. 803-А).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Иркутского государственного университета путей сообщения.

Отзывы на автореферат в 2-х экземплярах заверенных печатью организации, просим направлять по адресу: 664074, г. Иркутск, ул. Чернышевского, 15, ИрГУПС. Диссертационный совет Д218.004.02, ученому секретарю.

Автореферат разослан «24» октября 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета д.т.н., профессор

С.К. Каргапольцев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Современная техника предоставляет много примеров работы различных технических средств в условиях интенсивного динамического нагруже-ния: повышается мощность двигательных установок, растут скорости движения рабочих органов. Вместе с тем возрастают требования к надёжности функционирования машин, агрегатов, приборов и обеспечению условий деятельности человека-оператора. Особенно наглядными в этом плане являются проблемы, связанные с эксплуатацией транспортных систем различного назначения.

С одной стороны, вибрации и удары, сопровождающие эксплуатацию технических средств, стимулируют разработку проблем виброзащиты, виброизоляции, нормирования и ограничения динамических воздействий применительно к оборудованию, приборам, аппаратуре. С другой, вибрационные процессы находят применение в различных технологиях, что заставляет вести поиск и разработку методов и средств, позволяющих управлять вибрационным состоянием различных объектов, разрабатывать варианты конструкторско-технологических решений по обеспечению необходимого спектра динамических свойств.

Известность получили работы отечественных и зарубежных ученых: Фролова К.В., Коловского М.З., Вейца В.Л., Вульфсона И.И., Болотина В.В., Алабужева П.М., Пановко Я.Г., Елисеева C.B., Кононенко В.О., Охоцимского Д.Е., Черноусько Ф.А., Троицкого В.А., Ильинского B.C., Карамышкина В.В., Nikravesh P.E., Roberson R.E., De-navit J., Crede Ch., Ружечки А., Кренделла С., Тимошенко С.П., Нашафа А., Ден. Гартога Дж., Roland С. и др.

ВИБЛ НОТИСА I

аспектом рассмотрения и на таких технических объектах, как вибрационные машины и оборудование, обеспечивающие реализацию вибрационных технологических процессов. В целом становится целесообразным системное изучение, связанное с пониманием общности проблем динамики, связанных с введением такого понятия как вибрационное состояние технического объекта и использованием подходов, опирающихся на применение определенного набора базовых или типовых расчетных схем, отражающих динамические свойства объектов.

Современная теория виброзащитных систем широко использует методы теории автоматического управления. Структурный подход к решению задач анализа и синтеза колебательных систем имеет существенные преимущества с позиций инженерных приложений теории. Он позволяет наглядно оценивать влияние на динамику колебательной системы различных изменений в ее структуре и, кроме того, применять развитый аналитический аппарат. Высокие требования к динамическим свойствам механических колебательных систем в ряде случаев трудно удовлетворить, опираясь на обычный арсенал технических средств. Более эффективными оказываются активные виброзащитные системы, которые по существу являются специальными системами автоматического регулирования. Если структурные звенья и связи между ними в обычной пассивной виброзащитной системе считать естественными (основными), то включение в ее структуру любых других звеньев можно рассматривать как процесс наложения дополнительных связей.

Целесообразным представляется в связи с этим, в качестве первого шага, остановится на моделях объектов в виде систем, состоящих из упругих элементов, в том числе работающих в параллельной связке с системами в виде твердых тел, имеющих вид кинематических цепей. Последние не только преобразуют взаимные движения, формируют используемые для динамического гашения силы инерции относительного движения, но и служат конструктивной основой для работы сервоприводов, которые создают управляемые силы в активных системах виброзащиты и виброизоляции.

Целью диссертационной работы является развитие структурных подходов в решении задач построения систем виброзащиты и виброизоляции, имеющих в своем составе специально вводимые дополнительные связи в виде механизмов общего вида. Для достижения поставленной цели предполагается решить ряд задач:

1. Развить методы построения структурных схем и математических моделей для широкого класса виброзащитных систем с дополнительными связями общего вида.

2. Предложить и развить методы построения математических моделей систем виброзащиты, включающих механизмы шарнирно-рычажного типа.

3. Разработать математические модели и оценить динамические свойства виброзащитных систем, использующих дополнительные связи, создающие центробежные силы.

' - .!

4. Предложить алгоритмы построения математических моделей виброзащитных систем с несколькими степенями свободы для автоматизации исследований и расчетов в специализированных пакетах прикладных программ.

5. Разработать научно-методическую базу для поиска и разработки новых конструктивно-технических решений в задачах виброзащиты и виброизоляции.

Методы исследований. В исследованиях использовались методы теоретической механики, теории механизмов и машин, теории колебаний, теории автоматического управления, прикладной и вычислительной математики.

Научная новизна заключается в разработке и научном обосновании построения нового класса виброзащитных систем с применением дополнительных связей в виде механизмов или механических цепей достаточно общего вида. Предлагается ряд оригинальных конструктивно-технических решений, исследованы динамические свойства систем, развиты методы расчета, позволяющие определять динамические нагрузки на элементы виброзащитных систем.

Практическая значимость работы заключается в разработке новых методологических позиций в исследовании машинных комплексов, развитии научных основ методик проектирования и расчета исполнительных механизмов виброзащитных систем с учетом динамических факторов, возникающих в процессе их функционирования.

Достоверность результатов исследований подтверждается результатами численных расчетов, сопоставлением с результатами, полученными в аналогичных ситуациях другими исследованиями, обсуждением полученных результатов на научных конференциях и при решении задач, связанных с внедрением разработок в ряде организаций.

Работа выполнялась автором в рамках планов поисковых НИР ИрГУПС, программ совместных работ с институтами ИНЦ СО РАН, программ реконструкции и модернизации машиностроительной базы ВСЖД. По тематике диссертации автором опубликовано 14 научных, получено два российских патента, работ.

Основные результаты работы докладывались на научных конференциях: II международная конференция «Проблемы механики современных машин» (г. Улан-Удэ, 2003г.), Всероссийская научно-техническая конференция с международным участием «Ресурсосберегающие технологии на ЖД транспорте» (г. Красноярск, 2005г.), ХШ Байкальская международная школа-семинар «Методы оптимизации и их приложения» (г. Северобайкальск, 2005г.), X Байкальская Всероссийская Конференция «Информационные и математические технологии в науке, технике и образовании» (г. Северобайкальск, 2005г.).

Результаты исследований использовались в научно-технических разработках НПП «Промавтоматика», Иркутского научного исследовательского института лесной промышленности, СибВАМИ, НПП «Спектр», машиностроительного завода ЭРФОН и др., а также в учебном процессе университета.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Общий объем работы 182 страницы, включая 2 таблицы и 69 рисунков, список использованной литературы -139 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы и приведена общая характеристика диссертационной работы с тезисным изложением основных положений.

В первой главе «Сравнительный обзор, проблемы оценки состояния, управление уровнем вибраций технических объектов» рассмотрены задачи виброзащиты и виброизоляции, традиционно связанные с обеспечением надежности работы оборудования в условиях вибрационных и ударных нагрузок. Показано, что в научной области динамики и прочности машин было развито, существует и развивается междисциплинарное научное направление, использующее математический аппарат современных методов моделирования. Расширение арсенала технических средств, привело к использованию в исследованиях структурных методов, развитию частотных представлений о динамических свойствах систем, внедрению оптимизационных подходов, развитию систем алгоритмического и программного обеспечения в решении широкого класса задач. Вместе с тем, нельзя не отметить и то обстоятельство, что использование в качестве дополнительных связей (пассивные варианты) кинематических цепей, то есть звеньев различного вида с соответствующими кинематическими парами, по существу, преобразует систему виброзащиты или виброизоляции в механизм, в котором, в свою очередь, как дополнительные связи, присутствуют упругие элементы и демпферы. Такая точка зрения, уже не представляется как новая, скорее может считаться отправной для рассмотрения задач ограничения или управления упругими колебаниями механизмов или механических систем, имеющих в своем составе упругие, демпфирующие и другие связи.

Построение механических колебательных систем (МКС), как обобщенных механизмов, с помощью соединений отдельных конструкций, соответствующих их заданным звеньям и выбираемым связям, реализует системный подход, который раскрывается решением прямых и обратных задач.

Рассмотрим элементарную модель обобщенного механизма как простейшую одномерную МКС.

Пусть твердое тело массы т, определяемое относительно положения равновесия координатой г, установлено на подвижном г/ основании посредством упругодемпфи-рующего тела с коэффициентами жесткости со и коэффициентом вязкого трения ко и совершает малые колебания. Тогда при введении в систему обычных связей с передаточной функцией I™ по относительному и абсолютному отклонению (возмущению) твердого тела, где I™, к?/, к2 и - соответствующие передаточные функции силовых и информационных цепей (рис. 1а), структурная схема будет отображать эквивалентное ди-

намическое строение системы в виде элементарных звеньев: интегрирующего (шр2)'1, дифференцирующего с0р и усилительного к0, которые соединены прямыми и обратными связями между входными г, и выходными г переменными (рис. 16).

При решении прямой задачи, в исходную модель, как показано на рис. 1в, вводятся определенные дополнительные связи, изменяющие структурную схему. При этом оказываются возможными следующие способы целенаправленного формирования динамических характеристик объекта: по абсолютному отклонению в виде обратной связи ^аб(р); введением прямой связи по возмущению Wв(p); по относительному отклонению в виде комбинированной связи Wот(p), где р - оператор Лапласа.

В общем случае расчет производится для исходной модели и выполняется на основе алгоритмов частотных методов с учетом их особенностей. В сравнении имеющихся и возможных динамических характеристик определяются желаемые дополнительные связи, с помощью которых выбираются приемлемые варианты построения МКС.

Проблема виброзащиты и виброизоляции технических объектов относится к числу комплексных проблем, связанных с различными отраслями техники. Особое значение упомянутое имеет на транспорте, в частности железнодорожном, для которого надежность работы транспортных средств, оборудования, человека-оператора и обеспечения безопасности перевозок непосредственно определяются уровнями вибрационных и ударных воздействий.

Имея глубокие корни в теории механизмов и машин, направление виброзащиты и виброизоляции, заняло в последние годы большое и важное место в динамике и прочности машин, ставшей крупной и самостоятельной областью науки и техники, изучающей методами механики, математики и теории автоматического управления поведение технических объектов различного назначения, закономерности механических явлений и связанных с ними процессов иной природы (электромеханических, пневмогидравличе-ских и др.).

Если общие вопросы построения математических моделей в задачах виброзащиты и виброизоляции достаточно часто становились и становятся объектом исследований, то

в гораздо меньшей степени разрабатывались вопросы динамики элементов дополнительных связей, в которых возникают большие динамические усилия, а сами движения элементов, их параметры,

взаимное расположение, практически не рассматривались. Следует отметить, что в литературе практически отсутствуют разработки, связанные с моделированием динамики систем с конкретными кинематическими цепями, а также возможностями использования энергетики вращения (центробежных сил), что предполагает появление в системе ряда новых динамических эффектов.

Вторая глава диссертации «Элементы структурной теории виброзащитных систем» посвящена развитию теоретических основ построения виброзащитных систем с дополнительными связями в обобщенной постановке. Разработана классификация возможных видов связей, которая представлена в таблице 1. В задачах виброзащиты, реализуется либо принцип «управления» по относительному отклонению, когда «управляющий» сигнал представляет собой разность абсолютного смещения и перемещения основания, либо «управление» по абсолютному отклонению.

Отличие в рассмотрении управления по абсолютному отклонению заключается в том, что в расчетных схемах дополнительные связи вводятся через обязательное опирание на неподвижную или условно неподвижную часть системы виброзащиты. На структурных схемах, в свою очередь, также будут изменения. Они заключаются в том, что дополнительная связь соединяет, в отличие от управления по относительному отклонению, точку выхода (х) с точкой входа перед звеном двойного интегрирования. Тогда как в случае управления по относительному отклонению, точка входа (у) соединяется дополнительной связью с точкой перед звеном двойного интегрирования. Будут различными и свойства систем. Управление по абсолютному отклонению соответствует силовому возмущению в задачах виброизоляции, тогда как управление по относительному отклонению соответствует задаче виброзащиты при кинематическом возмущении.

Методологическая ценность развиваемого подхода заключается в том, что появляется возможность прогнозировать направление поиска новых конструктивно-технических решений. Ряд предложений автора носит оригинальный характер и закреплен российскими патентами.

Во второй главе также рассмотрена динамика виброзащитных систем на основе введения последовательного упругого каскада для повышения эффективности защиты в высокочастотной области воздействия. Произведено исследование возможностей виброзащитных систем с учетом различного вида соединения каскадов, показана возможность введения понятия об обобщенном упруго-демпфирующем элементе, соединение элементов в котором, происходит по известным схемам параллельного и последовательного соединений.

Таблица 1

Обобщенная постановка задачи виброзащиты

Вт дополнительной связи Передаточная функция системы_

Эффект

Структурная схема

Прнмечвле

ЕЕЕЗ-

М щ>' +с

Рюагаис, (разрыв 1-го родав АЧХ)

р-> «о

Р=№ «•частота

■ ЗСс,

Относительное отклонен»

у- - ---!--

Аф2+С + С, Абсолютное отююкекие С

Ретонанс, сдвиг в сторону более высоких

Ч с,' '

Iг =

Л^'+С+С,

та

"Ум р-*в |»г|-»а

шиш*шт<

Ь-ваоеффициею

Относительное отжшжениг

Абсолютное отклонение С

Резонанс с ограннчошм макс ашшпуды колебаний

РГ =

АфЧ^+С + С,

ф^ • определяется к* частотного уравнения.

ЦГ*

Отяосигелыюе отклонение

Абсолютное отклонение-^^ С+С,

<№+1)р>+Ьр+С+С1

сдвиг резонанса в сторону более нкдеих частот

/Г*'-

механизма преобразования (например, винтового)

г'"1 М+1 при ЬО

а, ^С + С1

_ I С+С,_ ""'цм-и'

о*»

-I"

с€ о»« 1

Относительное отююяение

г_ с-ип.

Лф'+У^+С Абсолютное отклонение

„ С

Вожожго обобщение подхода и получение результатов по пот 1-4 редукцией Ял»,

* Мр!

Обицйвив

а.+д.р+.-.+а.р*

сТг

Отосигелыюе отааюненив

Абсолютное отклонение

Ь.С

-Ъ.

= 0. * 0, Ь, = 0, Аз * 0, »,=4, =_=», =0

10Г,

Относительное отклонение

АЛ^+^Р+С», Абсолютное отклонение

МЬ,р' + а,р + СЬ, '

_<•,+", Р

Дц * 0, а, * О

а, = ~ая=0

б, «0.4|-0,

« -»„-О

Таблица 1 (продолжение)

Относительное отклонение

\С+вУ

Абмзюпюе опоювшнг (ДЛ, +

И'= 7

„,.1 («а»)

и- - а'р'

"ЛИ--Г

—ЕО-

о, = 0,а, =0,в, «О,

-«»»о

¿1, *0, ¿3 * О, ¿,« шЬят О Поцучаш частный шучаЯтя 4

-¡Ир-

Н-

Структурная схема аядогкчная поз 8

двяжаяия, могут бшивзюдь: различные 14ВШССШ по пот 9 яжляютс* варюягамятл 8 и частыми случаями полез 4

Относительное отюшнекне

Абсолютное опоюпйшг

Ш =_-V_

Дна определенна пращочшй функции дет Саши используется схема

V ^

^"в^+С.+С,

»р^ +с2

ШШШ

Параметры системы зависят от условий внвпнего воздействия

»г

Устройство типа

«Юны», которое

взаимодействуете

Октемойлря

определенных

тАреметрях

относигшалого

„31 ■Г^Т-'Т I'

д, -ьа,/> 4,

-ЕО

При липок частотах работают камеры 1 и2 При высоких частот» работает в^рхню камера.

Относительное отжшвммяе Квазииужмя жеспакль

Абсолютное отклонение"

>г= , ^-г

Мр^ЬцС^а^р В передаточную функцмо сигемы входят параметры

Передаточная фумаюя

соота»! сгвует передаточной ^унядаиснетшыс перемшноЯ струхтурой

Система переходит в класс систем автоматического регулирования.

<Г«

Иаинозоавке

центробежных сил для

вибрационного

Чвекопромашнсая

угловой оэзросгн вращяош. Получен патентна шобретение {б]

Управление

состоянием в зависимости от параметров даияоетс системы

Осуществляется управление по относительному

ОП0ЮЯВНИЮ, у — входной сигнал, х

ВЫХОДНОЙ СИПШ1

Особые шйепая переходят щюцессе Энергия вншших нсточщбя не »пользуется.

Цслжопрмжяое юменснив трамет-ров аибрвциожюго состояния с иегтотаовадоем юппиидщсв

Отметим, что устройства для преобразования движения в виде, например винтовых несамотормозящихся механизмов, не являются единственными. Показаны некоторые возможные интерпретации, в частности, предлагаются оригинальные устройства с преобразованием движения в виде рычажных механизмов. В этом случае, как показано на рис. 2 параллельно упругим элементам, вводится двухзвенник (группа Ассура). Используя возможности замены вращательных пар поступательными, можно предложить целое семейство (рис. 3) систем, в которых реализуются различные варианты преобразования движения.

Характерным является то обстоятельство, что и приведенная масса и приведенная жесткость, как будет показано ниже, зависят от геометрических параметров систем, что позволяет в конечном итоге, находить новые и рациональные конструктивно-технические решения.

Рассмотрим возможность использования устройств преобразования движения для изменения поведения системы при воздействии вибраций.

Особенность устройств преобразования движения заключается в том, что они дополнительно формируют силу, зависящую от относительного ускорения, и качественно изменяют свойства системы. Устройство для преобразования движения, рассмотренное в данной работе, имеет конструкцию, представленную на рис.2.

Дифференциальное уравнение движения выглядит следующим образом:

а11х+сих-Ь1Хф2 = о,2£ + сп£, (1)

где

„ /,2В2 „ , ( I, 8Ш(вЯ Д

а11=т + 2щ+-г, а1г=2т1/,1-^---си=с,+=-,

Ьп=апЬ,+2т,1,са*(<рх),

А = ="[(2/,с2 соз2(р,) -с2/я вт^ + т^со^,))]?!-(с,/„ сое{(/>{) +^ эт^,)^,]

д=/,соз(?,) =1Ыщ)(х + в), Ь, = /, соз(^>,) (1 + 5)+/, )Ь, исоъЫ-Л

Рис. 2. Принципиальная схема дополнительной связи, 1 - объект массой т, 2 - основание; 3 - сосредоточенные массы т¡, 4 - тяги длиной /¡, 5 - тяги длиной 4

6 - упругий элемент жесткостью с/,

7 - упругий элемент жесткостью с2.

/,яп(я)(1-.Вг) - / соМФ, ) - - / г2соз(<р2) /2 со%2) к 1

- , ___/,8Ш(^)(1-52)

¿1 =/1сов(р1)(1+Д)+/)8т(9>1)6, 6 =----.

Как видно из вышеприведенного, данная механическая система характеризуется нелинейным неоднородным уравнением, и даже при большом количестве допущений о малости колебаний, математическая модель имеет существенно нелинейный характер.

С целью определения основных динамических свойств, пренебрежем влиянием члена уравнения, содержащего ф2, также допустим, что величины (р, <р2,<рг, <р4 малые. Тогда математическая модель рассматриваемой системы приобретает вид линейного уравнения:

«и*= 21(2)

сое (©,) где а11=т + 2гщ . г ~

^{(Рх+Фг)

вш Чр,+<г»2)

Данная механическая система обладает приведённой массой и приведённой жесткостью, зависящими от геометрических параметров системы (начальных углов <р! и <р2, соотношения длин тяг 1\ и /2, масс т{) и времени, что может обеспечить потенциальные возможности управлять в определенном диапазоне вибрационным процессом посредством изменения геометрии системы.

Приведенная масса системы зависит от начальных углов установки и <р2. На рис. 5. представлена зависимость приведенной массы системы от угла (рх. Как можно заметить, на графике есть зоны, где малое изменение параметра (рх приводит к резкому изменению приведенной массы (участок 0<<р, ). При стремлении приве-

денная масса а,, —> от. Также из графика видно, что приведенная масса системы может изменяться (в зависимости от начальных параметров установки) в пределах от т до оо, однако предельные значения фактически не реализуются, так как существуют некоторые «запретные зоны» определяемые значениями угла давления, поэтому начальная установка ограничивается углами <рю' и <р20', которые имеют конкретные значения в зависимости от материалов кинематической пары и других параметров.

а12

V 1 1

4 1

Рис. 5. Зависимость приведенной массы от углов установки звеньев.

Рис 6 Зависимость инерционных свойств системы (ац) от углов установки

Коэффициент а]2 так же как и ац зависит от начальных параметров установки. Анализ графика зависимости ац от угла (рх (для частного случая //= 12) (рис. 6). Показывает, что существуют такие значения угла (р{ при котором аи<0 При таких значениях <р, в системе не реализуется режим динамического гашения. На рис. 7 представлен более детальный анализ возможности реализации данного режима:

• область I - область невозможного соотношения физических параметров, вследствие конструктивных особенностей системы;

• область П - а12<0 => режим динамического гашения не реализуется;

• область III - ац>0 => режим динамического гашения реализуется.

Значения коэффициента а12 показаны на рис. 8, предельные значения начальных

параметров

<р1, — | не реализуются по тем же причинам что и для ап.

1. ^ - \п \ \ 1* \ Г- - +---- 1 ! ' ! !

\ • V. \ • т 1 \ ! 1

о 1 г з 4 1и

Рис. 7. Схема расположения зон реализации ре- Риа & Пространственная схема зажимов динамического гашения. висимости инерционных свойств от

основных параметров системы. Рассмотрение уравнения (2) позволяет определить частоту собственных колебаний системы (©„,6), а также частоту динамического гашения (юг).

°>со6=.

СО г = .

В результате численного эксперимента были получены значения 0)соб и соГ для различных значений физических параметров системы. В частности, на рис. 9 представлен график изменения частоты собственных колебаний и частоты динамического гашения в зависимости от масс присоединенных грузов. Предлагаемый подход к задачам виброзащиты и виброизоляции в значительной степени направляет внимание к динамическим процессам взаимодействия составных частей и элементов в механизмах преобразования движения, а это требует, в свою очередь, дальнейшего развития методов математического моделирования динамических процессов. Устройства для преобразования движения, рассматриваемые отдельно, представляют, по-существу, механизмы, для которых необходимым

• 1

Рис. 9. Изменение частот системы от масс грузов. • • • • - частота дин гашения, --резонансная частота.

становится определение динамических усилий в сочленениях, оценка уровня колебаний самих звеньев с учетом их упругости и т.д. Вместе с тем, становится необходимой разработка методов математического моделирования сложных систем с целью оценки возможности изменения динамического состояния введением различных дополнительных связей. Конструктивное разнообразие технических средств, предполагает различные виды параллельного и последовательного соединения упругих, демпфирующих и иных элементов, что требует детализированного изучения динамических процессов, создания научно-обоснованных позиций в разработке инженерных методик проектирования расчета и конструирования систем виброзащиты.

В третьей главе, посвященной особенностям динамики механических цепей в задачах виброзащиты, показаны возможности определения динамических нагрузок в дополнительных связях, расчета моментов сил инерции, действующих на элементы дополнительных связей при сложном движении.

При знакопеременных нагрузках, характерных для работы элементов виброзащитных систем, возбуждаются интенсивные упругие колебания двухзвенника. Колебания приводят к появлению дополнительных усилий, действующих на объект защиты, которые могут привести к отрыву объекта от дополнительной связи; возникает также опасность удара объекта об ограничители. При исследовании упругих колебаний, обычно используются расчетные схемы, в которых массы звеньев и их упругие характеристики считаются сосредоточенными параметрами, однако с целью более точного учета свойств элементов, следует выбирать такую расчетную схему, которая более полно описывала бы проектируемую систему, а это связано с учетом упругих характеристик. Основной расчетной схемой шарнирного двухзвенника служит схема, показанная на рис. 10. Участки стержня, занимаемые приводами, вследствии их большой жесткости, можно считать абсолютно твердыми телами; центральные моменты инерции, массы, их длины и расстояния (центров инерции) до осей вращения обозначены ./„ от„ Ък ах (¿=1,2,3).

имеющего активные элементы (сервопривода).

Свяжем оси Opcy?, (/=1,2) со звеньями, тогда координаты точки связи с объектом защиты можно представить в виде: X2=a)+l2+a4, У2=Ь4; где El, l¡ (/=1,2) - изгибная жесткость и длина несущей части /-го звена, е, (/= 1,2) приведенные крутильные жесткости приводов. Точкой и штрихом обозначаются производные по времени и координате, соответственно.

В активных виброзащитных системах в точках Oí и Ог мотуг учитываться моменты M¡ и М2, вызывающие движение звеньев с относительными угловыми скоростями ф и у и ускорениями ф и у/. Дифференциальные уравнения движения системы имеют вид:

(•А +m,b12)(#+0,)+ {РА [(", + + + + ЬФ~

¡fli^illh +(ai + + +^) + (уи + + (% + £)(?>+ c0s(í/-

">4{[*2. + К{<Р+Ч>)]К + Ъл{ф + ч>+в1)+(уп + +

3,) = ¡ít (3)

Л ("Р + + ^) + ^^э + ^ ) + ^з) (í.2 + )s¡n + (у12 + Й!«?) cosi^ - (у,;, + А^,) sin +

+»>4 {[^24 + К {Ф+ vOl'b + ^ (ф + V + Ü)+[(j,2 + )«» v - (>,2 + \фх )ф sin у/] h, -

+Jt{<p+y>+éí)=M2,

+ = -(а, + <f, ^n,, (4)

{Е1гУг + Рг^Ьг + («з + 4г\ф + v0+ (Уп + + V¥siní>]= О

Здесь для упрощения введены новые координаты:

%i=x¡-ah %2=X2-a¡

Приведенные выше уравнения и граничные условия полностью описывают процесс движения двухзвенной дополнительной связи.

Защита оборудования и приборов от вибраций и ударов в ряде случаев, например на транспорте, требует рассмотрения пространственных схем взаимодействия объекта и его окружения. Расчетная схема таких виброзащитных систем может быть представлена в виде твердого тела (рис. 11), взаимодействующего с внешней средой с помощью

обычных элементов (пружины, демпфера), а также через некоторые промежуточные тела в виде механических цепей.

Рис. 11. Расчетная схема системы защиты объекта опирающегося на фрагменты оборудования Особенностью подхода является то обстоятельство, что в упрощенной механической системе опорные связи представлены системой твердых тел, соединенных невесомыми упругими стержнями. При выводе уравнений предполагается, что упругие деформации звеньев малы, а объект защиты (03) и подвижные фрагменты (ПФ) являются твердыми телами.

Векторные дифференциальные уравнения, описывающие динамику движения объекта защиты на опорных связях, и имеют вид

лД,=а, К+ро,+Г С'А'

АО.

П=]

Лз4=ОоЛз+Роз - )Ча ^='

/=11=1ч п= 1

где / = й, 1 = ] = =2о;(яо/Д,), й, =

боз = боз (*оз > ^оз)' ^о/' ^ ' ^оз " векторы внешних силовых факторов (возмущений), МЯи - вектор моментов приводов г - ой опорной активной связи на 1-ом ПФ.

(5)

(6)

(7)

(8)

Уравнения (5) - (8) позволяют описывать динамику сложной механической системы, состоящей из объекта защиты, опорных связей и подвижных фрагментов основания. При этом предполагается, что возмущение на объект защиты будет поступать со стороны опорных поверхностей связей. Система уравнений определяет движения I подвижных фрагментов оснований как твердых тел, на которые действуют внешние силовые факторы со стороны опорных связей.

Важными для дальнейших исследований являются представления об управляемом вмешательстве в динамические процессы при их выходе из нормативного пространства. В этом плане, рассмотрено влияние центробежных сил на динамические свойства системы при вращении двух-звенника.

Для вывода дифференциального уравнения движения механической системы с дополнительной связью, выполненной по патенту на изобретение, в разработке которого, автор принимал участие, и представленной на рис. 12, используется уравнение Лагранжа 2-го рода (для случая 1\-1г=1 и ф1=ф2=ф:

М + + 4= \-mQJ + (с -4гги^а^у -4/ж/,</2Й£ , (9)

Рис. 12. Расчетная схема виброзащитной системы с дополнительными связями вращательного типа

гДе 0 =—1—

182(Р

:сг%г<р-1, ¿х=\-8И1 ср, а2 = -

/&> вт> " ..........' * 2tg<p

Откуда может быть найдены частота резонанса и частота динамического гашения

Как видно из дифференциального уравнения, приведенная жесткость системы, частота собственных колебаний и частота динамического гашения зависят от геометрии системы, угловой скорости вращения дополнительной связи, а также от массы дополнительных грузов т.

Исследование динамических процессов в виброзащитных системах с дополнительными связями основано на комплексных подходах, каждый из которых обладает своими преимуществами. С одной стороны, структурные методы и связанное с ним структурное моделирование служат хорошей основой для классификации задач, способов и средств вибрационной защиты, оценки динамических свойств в режимах резонан-

са и динамического гашения, использования нетрадиционных, оригинальных конструктивно-технических решений. С другой стороны, вводимые дополнительные связи, в определенной части своей интерпретируемые как кинематические цепи, в том числе с возможностями модификации групп Ассура, приводит к задачам анализа и динамического синтеза, требующих определения динамических сил, действующих на элементы дополнительной связи, учета упругости звеньев, оценки их собственных частот и т.д. А это, в свою очередь, связано с развитием аналитических подходов составления дифференциальных уравнений движения, то есть развития методов математического моделирования на основе использования формализма Лагранжа и принципов теоретической механики.

В четвертой главе описаны общие подходы и алгоритмы построения математических моделей виброзащитных систем с несколькими степенями свободы. Показана возможность вычисления матриц жесткости и инерции и определения по этим матрицам спектра собственных частот и соответствующих им собственных форм колебаний.

Переход от реальной конструкции к математической модели начинается с выбора расчетной схемы системы или ее упруго-массовой модели. При выборе упруго-массовой схемы конструкции необходимо учитывать разнообразные конструктивные особенности, которые приводят к большому числу степеней свободы расчетной модели. В то же время требования практического применения расчетных методов заставляют стремиться к предельному упрощению расчетов. Таким образом, задача построения расчетной модели состоит в наиболее оптимальном удовлетворении требований простоты и оперативности проведения расчетов, с одной стороны и достаточно полного, адекватного описания исходной конструкции упруго-массовой схемой, с другой. Предлагаемый и развиваемый в данном разделе алгоритм позволяет по заданным конструктивным параметрам сложной технической системы, в достаточно общем виде определить собственные частоты и формы колебаний.

Структура сложной виброзащитной системы может быть определена как устойчивая система однородных, упругих, невесомых звеньев и узлов, в которых сосредоточены массы и к которым приложены внешние нагрузки. Каждый узел в пространстве может иметь либо три координаты (смещения), либо шесть (плюс три момента). В качестве исходных могут быть использованы следующие данные:

1. Граф структуры,

2. Декартовы координаты узлов,

3. Геометрические и упругие свойства звеньев,

4 . Ограничения (нормативные или конструктивные), накладываемые на смещения узлов,

5 . Температурные изменения в звеньях (если система работает в термически не стабильном окружении).

Задавая на входе эти величины, можно определить собственные частоты и собственные векторы конструкции. Если заданы статические нагрузки, то проводится также

статический анализ. Граф структуры задается числами, определяющими связь между узлами. Для каждого звена задается его внешний радиус, толщина и модуль упругости. Если узел имеет шесть степеней свободы, то задается коэффициент Пуассона. Если узел не может смещаться в некотором направлении, то это отражается в исходных данных с помощью специального массива чисел. В качестве температурных изменений обычно задаются минимальная и максимальная температура.

Метод анализа заключается в формировании матрицы жесткости [С] для пространственной структуры и последующего решения уравнений

1.....-нг

т=[СПЛ Я^[Х] = [С]'1[М][Х],

со

(10)

где ¡Т] - матрица статических нагрузок, [М] - матрица инерциальных членов, [X] - матрица смещений, со - круговая частота нормальной формы. Нагрузки на звенья вычисляются через множество смещений И и геометрические свойства звеньев. Предлагаемый подход выбран среди других в силу простоты входных данных, эффективности в машинном времени и памяти. Он позволяет рассматривать как плоскую, так и пространственную структуры, а также узлы с различным числом степеней свободы.

В заключительной части главы предлагается технология расчета вибрационного состояния сложных виброзащитных систем при динамическом воздействии. Технология расчёта сложных механических систем, имеющих в своем составе упругие, диссипатив-ные и дополнительные элементы, опирается, как показано в п. 4.1 на использование достаточно развитой системы алгоритмов.

Рассматриваются системы, которые обладают определёнными особенностями. По-существу, речь идёт о некоторой совокупности твёрдых тел, соединенных между собой большим числом упругих элементов. В основном это -стержни, либо жесткие, соединённые с твердыми телами "упругими шарнирами", либо упругие однородные. Динамическая модель такой структуры характерна для многих технических объектов. На рис. 13 показана схематически одна из возможных структур. При этом в общем случае учитываются массы стержней и принимаются во внимание изгибные, крутильные и продольные колебания.

Сравнивая динамические характеристики объекта защиты с предельно допустимыми при жёстком креплении объекта к основанию и заданных внешних возмущениях, можно сделать вывод о целесообразности дальнейшего проектирования. Решение задачи

Рис 13. Схема сложной механической колебательной системы

в этом случае сводится к проверке выполнения требований, предъявляемых к абсолютным ускорениям, при полигармонических и ударных возмущениях; обычно при этом используются методы условного градиента, симплекс-метод. Для комплексной оценки может быть предусмотрена возможность решения задачи о предельных возможностях систем виброзащиты при кинематических воздействиях.

Заключение. Таким образом, задачи виброзащиты и виброизоляции технических объектов в общей проблематике динамики и прочности машин занимают заметное место. К настоящему моменту времени используются различные подходы и методы поиска и разработки различных конструктивных решений, среди которых достаточно перспективными являются идеи введения дополнительных и активных (или управляемых) связей.

Структурные интерпретации колебательных систем оказались достаточно перспективными в плане развития обобщенных представлений о задачах виброзащиты и позволили создать теоретические основы и систему методических приемов для оценки спектра возможностей изменения динамического состояния систем при введении дополнительных связей.

В работе рассмотрены различные варианты физической интерпретации дополнительных связей, предложен ряд оригинальных решений, часть которых защищена российскими патентами. Ощутимые удобства представляет система классификации задач виброзащиты и виброизоляции позволившая объединить в систему, разработки предшествующих исследователей и, в то же время, определить возможные направления поиска и разработки новых средств.

Использование структурных методов позволяет показать глубокую физическую связь между различными видами внешних воздействий на объект защиты и направить в методологическом смысле, поиск путей и форм введения дополнительных связей, на использование принципов управления состоянием объекта по абсолютному и относительному отклонениям.

Введение дополнительных связей в виде конкретных механизмов (винтовых, рычажных и др.) ставит перед разработчиками средств защиты новые задачи. Они заключаются в том, чтобы оценить и обеспечить надежность работы элементов виброзащитных систем, поскольку традиционный набор пружин и демпферов расширяется введением вращающихся звеньев, стержней, вращательных и поступательных кинематических пар, работающих в условиях знакопеременных силовых нагрузок. Обеспечение безопасности и надежности работы виброзащитных систем становится важным разделом более общей проблемы надежности и безопасности эксплуатации оборудования.

Структурные методы, развиваемые в диссертации, позволяют создать некоторую начальную базу или основу для учета основных определяющих факторов как со стороны возмущающих воздействий, так и в плане учета динамических реакций системы. Однако, реальные технические объекты, достаточно сложны и не всегда приводятся к про-

стейшим расчетным схемам. В связи с этим общеметодические подходы в разработке адекватного инструментария для аналитических исследований должны опираться на методы, ориентированные на использование алгоритмов и программ, позволяющие строить численные модели для определения собственных частот объектов, математических моделей для решения задач кинематики и динамики движения, не только объекта защиты, но и элементов его виброзащитной системы.

На основании проведенных исследований можно сделать ряд основных выводов:

1. Предложен и развит обобщенный подход в задачах виброзащиты и виброизоляции, реализуемый через структурную интерпретацию возмущаемых механических колебательных систем. Разработан комплекс приемов для преобразования структурных схем и введения в их структуру дополнительных связей общего вида.

2. Предложены оригинальные конструктивно-технические решения в классе виброзащиты систем с дополнительными связями на основе введения шарнирных двухзвен-ников. Предложены и развиты методы построения математических моделей систем виброзащиты, включающих механизмы шарнирно-рычажного типа.

3. Разработана математическая модель виброзащитной системы с дополнительной связью в виде двухзвенника с возможностью вращения связи вокруг оси проходящей через корневые шарниры. Показано, что угловая скорость вращения двухзвенника существенным образом влияет на динамические свойства системы.

4. Предложены алгоритмы построения математических моделей виброзащитных систем с несколькими степенями свободы для автоматизации исследований и расчетов в специализированных пакетах прикладных программ.

5. Разработана технология поиска и разработки новых конструктивно-технических решений в задачах виброзащиты и виброизоляции.

Основные положения диссертационной работы опубликованы в следующих работах:

1. Димов A.B. Об учете центробежных сил в крутильных системах виброзащиты / Ди-мов A.B., Драч М.А. // Проблемы механики современных машин. - Материалы П международной конференции? - Улан-Удэ. Том 2. - 2003. - С. 30-33.

2. Елисеев C.B. Автоматизированный комплекс исследования динамики деформируемых объектов транспортных систем / Елисеев C.B., Соболев В.И., Димов A.B. и др.; - Москва. - ОИТЭИ. - 2003. № per. 03309023.

3. Димов A.B. О динамических свойствах системы с дополнительной связью в виде трехшарнирной кинематической цепи / Димов A.B. // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. ИрГУПС.- 2004. - №1. - С.62-65.

4. Димов A.B. Построение математической модели в задаче пространственной виброзащиты / Димов A.B., Драч М.А. // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. ИрГУПС. - 2004. - №2. - С. 34-37.

5. Димов A.B., Устройство гашения крутильных колебаний / Димов A.B., Елисеев C.B., Драч М.А.; - Заявка на изобретение (№2004125425). Приоритет от 17.08.04.

6. Елисеев C.B. Формализация описания связей в сложных виброзащигных системах с дополнительными элементами / Елисеев C.B., Димов A.B. // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. ИрГУПС. - 2004. №3. - С. 10-20.

7. Димов A.B. Динамический гаситель колебаний / Димов A.B., Драч М.А. - Патент на полезную модель. №2004138673 от 28.12.04.

8. Димов A.B. Динамика механической колбательной системы с двумя степенями свободы, включающей нетрадиционные связи / Димов A.B. // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. ИрГУПС. - 2004. № 4. - С.22-25.

9. Хоменко А.П. Особенности моделирования динамических процессов в задачах управления колебаниями сложных технических объектов /Хоменко А.П., Елисеев C.B., Соболев В.И., Димов A.B. и др. // Монография. Деп. ВИНИТИ 22.02.2005 №255-В2005. - 218с.

10. Димов A.B. Динамический гаситель колебаний / Димов A.B., Драч М.А. - Патент на полезную модель. №2005109657 от 04.04.05.

11. Димов A.B. Динамика виброзащитных систем с устройствами для преобразования движения // Ресурсосберегающие технологии на ЖД транспорте: Материалы Всероссийской научно-технической конференции с международным участием. - Красноярск: Издательство «Гротеск». - 2005. - С.556-561.

12. Димов A.B. Математические модели виброзащитных систем с дополнительными шарнирными связями / Димов A.B., Титов A.A. // Труды XIII Байкальской международной школы-семинара «Методы оптимизации и их приложения» - Северобай-кальск. - 2005. - С.105-113.

13. Димов A.B. Колебания шарнирного двухзвенника. Вывод уравнений движения / Димов A.B. // Труды V международного симпозиума по трибофатике. - ИрГУПС. - Иркутск. 2005. Т.З. - С. 354-360.

14. Димов A.B. Исследование возможностей центробежных сил в специальных виброзащитных системах / Димов A.B., Елисеев C.B. // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. ИрГУПС. - 2005. -№ 3. - С.43-49.

Лицензия № 021231 от 23.07.97 Подписано в печать 19.10 2005. Формат 60x84/16. Бумага офсетная. Печать трафаретная. Гарнитура Times. Усл. печ. л. - 1,3 Тираж 120 экз. Заказ

Отпечатано в Глазковской типографии, г. Иркутск, ул. Гоголя, 53

i [

11 !

I «

РНБ Русский фонд

2006-4

17352 í

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата технических наук, Димов, Алексей Владимирович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1 СРАВНИТЕЛЬНЫЙ ОБЗОР, ПРОБЛЕМЫ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ, УПРАВЛЕНИЕ УРОВНЕМ ВИБРАЦИЙ ТЕХНИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ.

1.1. Виброзащита и виброизоляция как управление колебаниями объектов.

1.1.1. Методы активной виброзащиты и виброизоляции.

1.2. Упругие колебания и особенности динамики исполнительных механизмов промышленных роботов.

1.3. Дискретно-континуальные динамические системы.

1.3.1. Методы математического исследования динамических систем.

1.3.2. Сравнительный анализ возможных вариантов решений задач виброизоляции объектов, расположенных на несущих конструкциях.

1.4. Задачи динамики подвижного состава.

1.5. Некоторые обобщения подходов в постановке задач виброзащиты и виброизоляции.

1.6. Цель и задачи исследования.

ГЛАВА 2 ЭЛЕМЕНТЫ СТРУКТУРНОЙ ТЕОРИИ ВИБРОЗАЩИТНЫХ

СИСТЕМ.

2.1. Введение дополнительных пассивных связей.

2.2. Обобщенная постановка задачи виброзащиты.

2.3. Моделирование и задачи динамики в системах с дополнительными связями.

2.3.1. Учет сил сухого трения в механизме с возвратно-вращательным движением.

2.4. Некоторые особенности структурных представлений двухмас-совых колебательных систем.

2.5. Возможности введения дополнительных (последовательных) каскадов.

2.6. Учет периодического характера приведенной массы в системе при вынужденных колебаниях.

2.7. Рычажные механизмы (двухзвенники) в структуре виброзащитных систем.v.

2.8. Выводы по второй главе.

ГЛАВА 3 НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ДИНАМИКИ МЕХАНИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ В ЗАДАЧАХ ВИБРОЗАЩИТЫ.

3.1. Динамические нагрузки в дополнительных связях.

3.2. Расчет моментов сил инерции, действующих на элементы дополнительных связей при сложном движении.

3.3. Колебания шарнирного двухзвенника. Вывод уравнений движения.

3.3.1. Вывод уравнений движения.

3.4. Приближенное определение собственных частот звеньев виброзащитной системы.

3.5. Математические модели пространственных виброзащитных систем с дополнительными активными связями.

3.6. Влияние центробежных сил на динамические свойства системы при вращении двухзвенника.

3.7. Выводы по третьей главе.

ГЛАВА 4 ОБЩИЕ ПОДХОДЫ И АЛГОРИТМЫ ФОРМАЛИЗАЦИИ

ПОЛУЧЕНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ.

4.1. Определение собственных частот и форм колебаний.

4.2. Расчет Вибрационного состояния сложных виброзащитных систем при динамическом воздействии.

4.3. О формализации представления кинематических цепей в сложных виброзащитных системах с дополнительными связями.

4.4. Технология автоматизированного проектирования, исследования и расчёта виброзащитных систем.

4.5. Выводы по четвертой главе.

Введение диссертация по механике, на тему "Решение обобщенных задач виброзащиты и виброизоляции на основе структурных методов математического моделирования"

Актуальность темы и формулировка проблемы. Современная техника предоставляет много примеров работы различных технических средств в условиях интенсивного динамического нагружения: повышается мощность двигательных установок, растут скорости движения рабочих органов. Вместе с тем возрастают требования к надёжности функционирования машин, агрегатов, приборов и обеспечению деятельности человека-оператора. Особенно наглядными в этом плане являются проблемы, связанные с эксплуатацией транспортных систем различного назначения.

С одной стороны, вибрации и удары, сопровождающие эксплуатацию транспортных средств, стимулируют разработку проблем виброзащиты, виброизоляции, нормирования и ограничения динамических воздействий применительно к оборудованию, приборам, аппаратуре. С другой стороны, вибрационные процессы находят применение в различных технологиях, что инициирует поиск и разработку методов и средств, позволяющих управлять вибрационным состоянием различных объектов, разрабатывать варианты конст-рукторско-технологических решений по обеспечению необходимого спектра динамических свойств.

Известность получили работы отечественных и зарубежных ученых: Фролова К.В., Коловского М.В., Вейца В.Л., Вульфсона И.И., Болотина В.В., Алабужева П.М., Пановко Я.Г., Елисеева С.В., Кононенко В.О., Охоцимского Д.Е., Черноусько Ф.А., Троицкого В.А., Ильинского B.C., Карамышкина В.В., Nikravesh Р.Е., Roberson R.E., Denavit J., Crede Ch., Ружечки А., Крен-делла С., Тимошенко С.П., Нашафа А., Ден. Гартога Дж., Roland С. и др.

Транспортные технические устройства в плане решения проблем защиты от вибрации и ударов являются сложными объектами. Теории и практике транспортной динамики, защиты машин, оборудования, приборов посвящены работы Силаева Н.И., Меделя В.Б., Хоменко А.П., Камаева В.А., Тибилова Т. А., Галиева И.И., Грачевой Л.О., Пахомова М.П. и др. В разное время рассматривались различные аспекты этой проблемы, связанные с уточнением математических моделей, введением новых связей, в том числе на основе использования внешних источников энергии, применением элементов автоматики и подходов, опирающихся на методы теории автоматического управления, включая прямое управление с помощью средств вычислительной техники. От рассмотрения отдельных динамических явлений и процессов наметилась вполне определённая тенденция к изучению вибрационных состояний объектов, формированию и исследованию вибрационных полей и способов управления сложными динамическими состояниями, что предполагает дальнейшее развитие системных методологических и научно-методических позиций. В связи с этим научную актуальность и значение приобретают вопросы, связанные с развитием методов структурной декомпозиции, разработкой системной идеологии и подходов, основанных на использовании идей управления динамическими свойствами объектов, оценкой и анализом их состояний. Однако проблемы динамики носят более общий характер, свойственный не только для подвижного состава железных дорог. Они являются важнейшим аспектом рассмотрения и на других технических объектах, к которым можно отнести вибрационные машины и оборудование, обеспечивающие реализацию вибрационных технологических процессов. В целом становится целесообразным системное рассмотрение, связанное с пониманием общности проблем динамики, связанных с введением такого понятия как вибрационное состояние технического объекта и использованием подходов, опирающихся на применение определенного набора базовых или типовых расчетных схем, отражающих динамические свойства объектов.

Современные технические объекты, в силу различных причин, подвер- • гаются действию внешних, скажем так, «находящихся вне объекта защиты», источников вибраций и ударов, а с другой стороны, сам технический объект защиты часто является источником возмущений. Это связано с работой входящих в состав объекта агрегатов, их взаимодействием. Характерным примером может служить динамическое взаимодействие движущегося локомотива и железнодорожного пути или, к примеру, работа вибрационного оборудования (грохоты, транспортеры), использующегося для разгрузки и погрузки сыпучих грузов.

Системный подход предполагает рассмотрение задач виброзащиты, виброизоляции, гашения и вибрационной стабилизации, поддержания определенных форм и уровней колебаний или вибрационных режимов, динамиче- ' ского состояния, отражающих различные стороны динамики машин, специфические свойства технических объектов и требований к условиям их эксплуатации.

В данной работе рассмотрен ряд общих задач в тесной связи с вопросами моделирования динамики объектов механическими колебательными системами различной сложности с учетом упрощений, оправданных результатами многочисленных теоретических и экспериментальных исследований.

Современная теория виброзащитных систем широко использует методы теории автоматического управления. Структурный подход к решению задач анализа и синтеза колебательных систем имеет существенные преимущества с позиций инженерных приложений теории. Он позволяет наглядно оценивать влияние на динамику колебательной системы различных изменений в ее структуре и, кроме того, применять развитый аналитический аппарат. Высокие требования к динамическим свойствам механических колебательных систем в ряде случаев трудно удовлетворить, опираясь на обычный арсенал технических средств. Более эффективными оказываются активные виброзащитные системы, которые по существу являются специальными системами автоматического регулирования. Активные связи вносят дополнительные усложнения в привычную схему, так как включают в свой состав такие элементы, как преобразователи, усилители и т.д. Если структурные звенья и связи между ними в обычной пассивной виброзащитной системе считать естественными (основными), то включение в ее структуру любых других звеньев можно рассматривать как процесс наложения дополнительных связей.

В работах [28,54,61,81,122,126,128] рассмотрен ряд конкретных реализаций дополнительных связей, сделана оценка возможностей управления вибрационным состоянием различных объектов. Результаты исследований, по мнению авторов, могут найти применение в повышении эффективности систем подрессоривания подвижного состава, в том числе стать основой для создания систем защиты сложных объектов с использованием новых подходов. Определилось и оригинальное осмысление возможных новых подходов к задачам снижения динамических нагрузок. Оно заключается в том, чтобы от рассмотрения задач виброзащиты и виброизоляции одного объекта перейти к управлению вибрационным состоянием связки таких объектов. Для этого потребуются сложные системы управления, для которых необходимо использовать большие массивы информации и быстродействующие вычислительные средства. То есть от управления динамическим состоянием одного объекта можно переходить к управлению динамическим состоянием сложной технической системы. На современном техническом уровне такие задачи представляются вполне решаемыми, однако в этом направлении необходима предварительная работа и в плане поиска эффективных управляемых элементов, а также в разработке новой идеологии. Последнее заключается, в частности, в том, чтобы ввести в рассмотрение новые расчётные схемы. Целесообразным представляется, в связи с этим, в качестве первого шага, остановится на моделях объектов в виде систем, состоящих из упругих элементов, в том числе с распределёнными параметрами, работающих в параллельной связке с упруго-опорными фрагментами в виде системы твердых тел, имеющих вид кинематических цепей. Последние не только преобразуют взаимные движения, формируют используемые для динамического гашения силы инерции относительного движения, но и служат конструктивной основой для работы сервоприводов которые создают управляемые силы в активных системах виброзащиты и виброизоляции.

Исследования по диссертационной работе выполнялись в Иркутском государственном университете путей сообщений в рамках научных программ отрасли и университета. Основные результаты работы опубликованы в 15 научных работах а также докладывались на научных конференциях: II международная конференция «Проблемы механики современных машин» (г. Улан-Удэ, 2003г.), Всероссийская научно-техническая конференция с международным участием «Ресурсосберегающие технологии на ЖД транспорте» (г. Красноярск, 2005г.), Международный научный семинар «Современные технологии. Системный анализ. Моделирование» (г.Иркутск, ИрГУПС, 2005 г.), XIII Байкальская международная школа-семинар «Методы оптимизации и их приложения» (г. Северобайкальск, 2005г.), X Байкальская Всероссийская Конференция «Информационные и математические технологии в науке, технике и образовании» (г. Северобайкальск, 2005г.).

Результаты исследований использовались в научно-технических разработках НПП «Промавтоматика», Иркутского научного исследовательского института лесной промышленности, СибВАМИ, НПП «Спектр», машиностроительного завода ЭРФОН а также в учебном процессе университета.

Заключение диссертации по теме "Динамика, прочность машин, приборов и аппаратуры"

4.5. Выводы по 4-й главе.

При достаточно детализированных представлениях о том, каким образом могут быть исследованы сложные технические объекты, подвергающиеся действию ударов и вибраций, всегда остается много вопросов о корректности упрощений, размерности расчетной схемы, учету особенностей самого объекта. Практическая необходимость оценки динамического состояния конкретных объектов, как показывает опыт, нашедший отражение в работах по вопросам виброзащиты и виброизоляции, требует построения конкретных расчетных схем и математических моделей, точность которых соответствует точности исходных данных и детализации наших представлений об особенностях динамических процессов. Поэтому использование общих методологических и методических приемов может рассматриваться как основа в построении некоторой технологии формализации представлений о свойствах

168 механических колебательных систем. Изучение сложных систем, как правило, сводится либо к системе последовательных упрощений моделей, либо к разработке программных комплексов позволяющих автоматизировать про- • цесс изучения и оценки динамических свойств технических объектов.

По результатам материалов разработок можно сделать следующие выводы:

1. Предложена и разработана обобщенная технология оценки частотных свойств сложных виброзащитных систем, представляющие собой системы, состоящие из многочисленных фрагментов, соединенных упругими элементами.

2. Разработаны алгоритмы построения математических моделей цепных и разветвленных механических цепей, используемых в качестве дополнительных связей в сложных виброзащитных системах.

3. Предложена технология автоматизированного проектирования виброзащитных систем как основа построения специализированного прикладного программного комплекса для выбора, проектирования и расчета виброзащитных систем различного назначения.

Заключение и основные выводы.

Таким образом, задачи виброзащиты и виброизоляции технических объектов в общей проблематике динамики и прочности машин занимают заметное место. К настоящему моменту времени используются различные подходы и методы поиска и разработки различных конструктивных решений, среди которых достаточно перспективными являются идеи введения дополнительных и активных (или управляемых) связей.

Структурные интерпретации колебательных систем оказались доста- • точно перспективными в плане развития обобщенных представлений о задачах виброзащиты и позволили создать теоретические основы и систему методических приемов для оценки спектра возможностей изменения динамического состояния систем при введении дополнительных связей.

Структурные методы, развиваемые в диссертации, при всей своей универсальности и возможности создать некоторую начальную базу или основу для учета основных определяющих факторов как со стороны возмущающих воздействий, так и в плане учета динамических реакций системы, однако, реальные технические объекты, достаточно сложны и не всегда приводятся к простейшим расчетным схемам. В связи с этим общеметодические подходы в разработке адекватного инструментария для аналитических исследований должны опираться на методы, ориентированные на использование алгоритмов и программ, позволяющие строить численные модели для определения собственных частот объектов, математических моделей для решения задач кинематики и динамики движения, не только объекта защиты, но и элементов его виброзащитной системы.

На основании проведенных исследований можно сделать ряд основных выводов:

2. Предложены оригинальные конструктивно-технические решения в классе виброзащиты систем с дополнительными связями на основе введения шарнирных двухзвенников. Предложены и развиты методы построения математических моделей систем виброзащиты, включающих механизмы шарнирно-рычажного типа.

Список источников диссертации и автореферата по механике, кандидата технических наук, Димов, Алексей Владимирович, Иркутск

1. Crede Ch.E. Vibration and isolation // N.Y. John Willy and Sons. 1963. -156c.

2. Denavit J., Hartenberg R.S. A kinematic notation for lower pair mechanisms based on matrices// J. Appl. mech. 1955.— Vol. 22.— p. 215-221.

3. Nikravesh P.E. Some methods of dynamic analysis of constrained mechanical systems: a Survey // Comput. Aided. Anal, and Optimiz. Mech. Sgst. Dyn. Proc. NATO Adv. Study Inst. Jowa City. Berlin: Springer. 1984. - p. 351368.

4. Roberson R.E. Schwertasser R. Dynamics of multiboby systems. — Berlin: Springer. 1988.-460 p.

5. Roland C., Anderson M., Smith F., A study of the Koman dynamic antireso-nant vibration isolator. USA AVLABS technical report, p. 65-67.

6. Авторское свидетельство СССР № 529315, F 16f 15/00, Способ гашения крутильных колебаний вала и устройство для его осуществления, Гру- • динин Г.В., Елисеев С.В., Ольков В.В., 28.05.1976.

7. Айропетов Э.Л. и др. Применение ЭВМ для расчёта многосвязных систем методов динамической жесткости. — В кн. Решение задач машиностроения на ЭВМ. М.: Наука. 1975. С. 42-47.

8. Акуленко Л.Д. Михайлов С.А., Черноусько Ф.Л. Моделирование динамики манипулятора с упругими звеньями // Известия АН СССР. МГТ. — М.- 1981.-№3. С. 118-124.

9. Алексеев A.M., Сборовский А.К. Судовые виброгасители. — Л.: Суд-промгиз. 1962. 196с.

10. Андреенко С.Н., Ворошилов М.С., Петров Б.А. Проектирование приводов манипуляторов. — М. Машиностроение. — 1975. — 312 с.

11. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. Из-во Наука. Москва. - 1975.-638с.

12. Артоболевский И.И., Кобринский А.Е. Некоотрые проблемы механики машин и управления машинами // Машиноведение. — 1976. №2. С. 3-8.

13. Аузинын Я.П. Неявный алгоритм моделирования на ЭЦВМ динамики пространственных механизмов с переменной структурой // Вопросы динамики и прочности. Рига: Зинатне. 1983. -Вып 43. с. 60-69.

14. Бабаков И.М. Теория колебаний, уч.пос. М:Дрофа. - 2004. - 592с.

15. Баландин О.А. Влияние дополнительных связей на динамику механических колебательных систем // Автореф. канд. дисс. (Науч. рук. Елисеев С.В.). НЭТИ. Новосибирск. - 1974. - 22 с.

16. Белковский Н.Т. Конструктивная амортизация механизмов, приборов и аппаратуры на судах. — Л.: Судостроение. 1965. — 523с.

17. Бессонов А.П. Основы динамики механизмов с переменной массой звеньев. — М.: Наука. — 1967. — 279с.

18. Бессонов А.П., Сильвестров Э.Е. Периодическое движение под действием гармонической силы в колебательной системе с периодически ме- ' няющейся массой // Известия АН СССР «Теория механизмов и машин», вып. 105. 1964. - С. 72-78.

19. Бурдаков С.Ф., Дьяченко В.А., Тимофеев А.Н. Проектирование манипуляторов промышленных роботов и роботизированных комплексов. — М. Высшая школа. — 1986. — 164с.

20. Вейц В.А., Макаров В.В., Лонцих П.А. Динамические процессы, оценка и обеспечение качества технологических систем механической обработки. Ирк. гос. технические университет. — Иркутск. — 2001. — 200 с.

21. Вейц В.Л., Коловский М.З., Кочура А.Е. Динамика управляемых машинных агрегатов. -М.: Наука. 1984. 352с.

22. Воробьев Е.И. Влияние изгибной упругости руки робота на его движение при релейном управлении // Механика машин. — М. 1976. — Вып. 51. С. 66-69.

23. Вульфсон И.И. Динамические расчеты цикловых механизмов. — Л.: Машиностроение. — 1976. — 321 с.

24. Вульфсон И.И., Коловский М.З. Нелинейные задачи динамики машин. Л.: Машиностроение. 1968. — 283с.

25. Галиев И.И. Методы расчета, виброзащитных свойств пневматического подвешивания локомотивов // Автореф. докт. диссертации. Омск. ОМИИТ. 1973. 36с.

26. Гарифуллин Ю.А. Динамика гиростабилизированной платформы на качающемся основании. Автореф. канд. дисс. (Науч. рук. Елисеев С.В.). — ТПИ. Томск. 1985. - 17 с.

27. Гаскин В.В., Соболев В.И., Снитко А.Н. Динамика и сейсмостойкость зданий и сооружений. —Иркутск.: Издательство ИГУ, 1992. часть 1. «Многоэтажные здания». — 216с.

28. Гозбенко В.Е. Методы управления динамикой механических систем на основе вибрационных полей и инерционных связей. — Москва. — Машиностроение-!. 2004. - 376 с.

29. Голубенцев А.Н. Оптимальные задачи теории машин автоматического действия // Механика машин. М. 1972. - Вып. 37-38. - С. 73-89.

30. ГОСТ 27.202. Технологические системы. Надежность в технике. Методы оценки надежности по параметрам качества изготовляемой продукции. Москва. Госстандарт. — 1984. — 38с.

31. Грибов М.М. Регулируемые амортизаторы РЭА. -М.: Сов. Радио, 1974. — 142с.

32. Грудинин Г.В. Способ динамического гашения крутильных колебаний, основанный на введении дополнительных связей // Автореф. канд. дисс. (Науч. рук. Елисеев С.В.). НЭТИ. Новосибирск. - 1977. - 26 с.

33. Гура Г.С. Второй закон механики в современной постановке // Мир транспорта. 2003. №2. - С.24-34.

34. Ден-Гартог Дж. Механические колебания. М. Физматгиз. — 1960. — 580с.

35. Димов А.В. Динамика механической колбательной системы с двумя сте- • пенями свободы, включающей нетрадиционные связи // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. ИрГУПС. — 2004. № 4. С.22-25.

36. Димов А.В. Колебания шарнирного двухзвенника. Вывод уравнений движения. // Труды V международного симпозиума по трибофатике. Т.З ИрГУПС. - Иркутск. 2005. - С.354-360.

37. Димов А.В. О динамических свойствах системы с дополнительной связью в виде трехшарнирной кинематической цепи // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. ИрГУПС. — 2004. №1. С. 6265.

38. Димов А.В., Елисеев С.В. Обобщенная постановка задачи виброзащиты // Труды V международного симпозиума по трибофатике. Т.З — ИрГУПС. Иркутск. 2005. - С.369-377.

39. Димов А.В. Расчет вибрационного состояния сложных механических колебательных систем при динамическом воздействии // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. — ИрГУПС. Иркутск. — №4, 2004г.-С. 45-53.

40. Димов А.В., Драч М.А. Динамический гаситель колебаний. Патент на • полезную модель. №2004138673 от 28.12.04.

41. Димов А.В., Драч М.А. Динамический гаситель колебаний. Патент на полезную модель. №2005109657 от 04.04.05.

42. Димов А.В., Драч М.А. Об учете центробежных сил в крутильных системах виброзащиты // Проблемы механики современных машин. — Материалы II международной конференции. — Улан-Удэ. Том 2. — 2003. -С.30-33.

43. Димов А.В., Драч М.А. Построение математической модели в задаче пространственной виброизоляции // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. ИрГУПС. — 2004. №2 — с. 34-37.

44. Димов А.В., Драч М.А. Устройство с преобразованием движения как ' дополнительная связь в задачах виброзащиты // Проблемы механики современных машин. — Материалы II международной конференции. — Улан-Удэ. Том 2. 2003. - С.237-242.

45. Димов А.В., Елисеев С.В. Исследование возможностей центробежных сил в специальных виброзащитных системах // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. ИрГУПС. — 2005. № 3. С. 4349.

46. Димов А.В., Елисеев С.В., Донская Е.Ю. Способ позиционирования схвата манипулятора. Заявка на изобретение с приоритетом от 28.12.04 (№2004128883).

47. Димов А.В., Елисеев С.В., Драч М.А. Устройство гашения крутильных колебаний. Заявка на изобретение (№2004125425). Приоритет от 17.08.04.

48. Димов А.В., Титов А.А. Динамические процессы в элементах виброзащитных систем // Труды X Байкальской Всероссийской Конференции «Информационные и математические технологии в науке, технике и образовании» Часть 2. — Северобайкальск. — 2005. — С.53-58.

49. Димов А.В., Титов А.А. Математические модели виброзащитных систем с дополнительными шарнирными связями // Труды XIII Байкальскоймеждународной школы-семинара «Методы оптимизации и их приложения» Северобайкальск. — 2005. - С Л 05-113.

50. Елисеев С.В. и др. Устройство для гашения крутильных колебаний // Автор, св-во №665154. Бюлл. изобр. — 1979. №20.

51. Елисеев С.В. Структурная теория виброзащитных систем. — Новосибирск. Наука. - 1978. - 224 с.

52. Елисеев С.В., Баландин О.А. О влиянии связей по ускорению на динамические свойства механических систем // Машиностроение 1974. № 2. АН СССР. С. 16-19.

53. Елисеев С.В., Волков JI.H., Кухаренко В.П. Динамика механических систем с дополнительными связями. — Новосибирск. — Наука. 1990 — 214с.

54. Елисеев С.В., Ермошенко Ю.В., Димов А.В. и др. Основы методов управления вибрационным состоянием объектов транспортных систем в задачах виброзащиты и виброизоляции. — Москва. ОИТЭИ. — 2003. № per. 03309019.

55. Елисеев С.В., Димов А.В. Формализация описания связей в сложных виброзащитных системах с дополнительными элементами // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. ИрГУПС. — 2004. №3. С. 10-20.

56. Елисеев С.В., Димов А.В., Донская Е.Ю. и др. Манипулятор для сборки деталей. Бюлл. №33, от 27.11.2004. Российский патент на полезную модель.

57. Елисеев С.В., Засядко А.А. Виброзащита и виброизоляция как управление колебаниями объектов // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. ИрГУПС. 2004. - №1. - С.20-28.

58. Елисеев С.В., Засядко А.А. Методы виброзащиты технических объектов // Управляемые механические системы. — Ирк. политехнический институт. Иркутск. — 1986 — С. 3-32.

59. Елисеев С.В., Кузнецов Н.К., Лукьянов А.В. Управление колебаниями . роботов. — Новосибирск. — Наука. — 1990. — 320 с.

60. Елисеев С.В., Нерубенко Г.П. Динамические гасители колебаний. — Новосибирск: Наука , 1982.- 142 с.

61. Елисеев С.В., Соболев В.И., Димов А.В. и др. Автоматизированный комплекс исследования динамики деформируемых объектов транспортных систем. Москва. - ОИТЭИ. - 2003. № per. 03309023.

62. Елисеев С.В., Хвощевский Г.И., Ченских В.Р. Промышленные роботы. Некоторые проблемы внедрения. ИГУ. Иркутск. - 1982. 362 с.

63. Ермошенко Ю.В. Управление вибрационным состоянием в задачах виброзащиты и виброизоляции. Автореф. канд. дисс. ИрГУПС. — Иркутск. -2003.-21 с.

64. Засядко А.А. Динамика электрогидравлических виброзащитных систем // Автореф. канд. дисс. (Науч. рук. Елисеев С.В.). — НЭТИ. Новосибирск.- 1973.- 178 с.

65. Засядко А.А. и др. Пакет программ ВИЗА // Пакеты прикладных программ. Итоги и применение. Новосибирск.: Наука.-1986.- с 123-130.

66. Засядко А.А. Методика прикладного расчета гиромаятниковых платформ для горизонтирования агрегатов на подвижных объектах-носителях // Динамика управляемых колебательных систем. Ирк. политехнический институт. - Иркутск. — 1983. — с. 121-132.

67. Засядко А.А. Технология автоматизированного проектирования, исследования и расчета виброзащитных систем // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. — ИрГУПС. — Иркутск. — 2004. №3.- С. 20-26.

68. Засядко А.А., Карпухин E.JI. Принципы организации и структура системы прикладного программного обеспечения САПР ВЗС // Материалы 4-ой Всесоюзной конференции по автоматизации поискового конструирования. Волгоград.- 1987.- с 18-24.

69. Иващенко И.И. Автоматическое регулирование. Теория и элементы сис- . тем. Москва. Машиностроение. - 1993. - 632с.

70. Ивович В.А., Онищенко B.J1. Защита от вибрации в машиностроении. — М: Машиностроение. 1990. 272с.

71. Ильинский B.C. Амортизация приборов и оборудования. -М.: Москва. Энергия. 1970.-278с.

72. Ильинский B.C. Вопросы изоляции вибраций и ударов М.: Сов. Радио. 1960.-320с.

73. Кадников А.А. Гашение угловых вибраций в передачах с помощью устройств с преобразованием движения // Автореф. канд. дисс. (Науч. рук. Елисеев С.В.). ТПИ. Томск. - 1986. - 20 с.

74. Калмыков В.Р. Динамическое гашение колебаний в нелинейных вибро- ■ защитных системах. // Автореф. канд. дисс. (Науч. рук. Елисеев С.В.). — ТПИ. Томск. 1987. - 19 с.

75. Камаев В.А. Оптимизация параметров ходовых частей железнодорожного подвижного состава. М.: Машиностроение. 1980. — 215с.

76. Карамышкин В.В. Динамическое гашение колебаний. JL: Машиностроение. 1988.- 108с.

77. Клаф Р., Пензиен Дж. Динамика сооружений. М: Стройиздат, 1979. — 319с.

78. Кобринский А.А., Кобринский А.Е. Манипуляционные системы роботов: основы устройства, элементы теории. М. Наука. — 1985. — 344с.

79. Коледин Г.И. Вынужденные колебания в системе с периодически меняющимся моментом инерции // Известия вузов «Машиностроение» №6.- 1962. С. 42-49.

80. Коловский М.З. Автоматическое управление виброзащитными системами. М.: Наука, 1976. - 320 с.

81. Коловский М.З. Нелинейная теория. М.: Наука. 1966. — 317с.

82. Коловский М.З., Маслов В.П. Элементы теории роботов манипуляторов.- Ленинградский политех, институт. Ленинград. 1981. — 60с.

83. Колоушек В. Динамика строительных конструкций. — М.: Издательство лит. По строительству. —Москва. 1965. — 632с.

84. Коренов Б.Г. Резников Л.М. Динамические гасители колебаний: теория и технические приложения. — М.:Наука. 1988. — 304с.

85. Королев Ю.В. Исследование динамики и энергетических процессов электромеханических колебательных систем // Автореф. канд. дисс. (Науч. рук. Елисеев С.В.). — НЭТИ. Новосибирск. 1975. — 20 с.

86. Кузнецов Н.К. Конструирование и расчет систем гашения упругих колебаний промышленных роботов. — ИЛИ. Иркутск. — 1985. — 82 с.

87. Кузнецов Н.К. О демпфировании упругих колебаний манипуляторов // Управляемые механические системы — Ирк. политехнический институт. -Иркутск.-1978.-С. 89-101.

88. Кузнецов Н.К., Лонцих П.А., Буляткин В.П. Особенности автоматизации технологических процессов с использованием промышленных роботов.- ИЛИ. Иркутск. 1984. - 80с.

89. Кузнецов Н.К., Хвощевский Г.И. Экспериментальные исследования точности пневматического промышленного робота // Управляемые механические системы. ИЛИ. — Иркутск. — 1978. С. 81-88.

90. Кухаренко В.П. Механические Колебательные системы с дополнительными инерционными элементами. // Автореф. канд. дисс. (Науч. рук. Елисеев С.В.). НЭТИ. Новосибирск. - 1985. - 21 с.

91. Кэрног Д., Кроеби М., Харвуд Р. Уменьшение вибраций при помощи полуактивных генераторов усилий // Тр. Американского общества инженеров-механиков. Серия В. Конструирование и технология машиностроения. 1974. - т. 96. №2. - С. 239-242.

92. Ларин В.Б. Статистические задачи виброзащиты. — Киев. — Наукова Думка, 1974.- 128 с.

93. Лонцих П.А. Исследование активных электропневматических виброзащитных систем // Автореф. канд. дисс. (Науч. рук. Елисеев С.В.). — НЭТИ. Новосибирск. 1974. - 18 с.

94. Лукьянов А.А. Моделирование движений упругих манипуляторов и мобильных роботов. Ирк. гос. университет. Иркутск. — 2003 г. — 304с.

95. Лукьянов А.В. Методы и средства управления по состоянию технических систем переменной структуры. Авт.докт. дисс. (Науч. рук. Елисеев С.В.) ИрГУПС. Иркутск. 2001. 36 с.

96. Лурье А.И. Аналитическая механика М. Физматгиз. — 1961. — 563 с.

97. Медель В.Б. Динамика электровоза. М.: Трансжелдориздат. 1977. 414с.

98. Мижидон А.Д. Карпухин Е.Л. Диалоговая система синтеза системы виброизоляции твёрдого тела // Пакеты прикладных программ. Функциональное наполнение. Новосибирск.: Наука.- 1985.- с 61-72.

99. Мижидон А.Д. Разработка методов решения оптимизационных задач пространственной виброзащиты // Автореф. канд. диссертации Науч. рук. Елисеев С.В.). ТПИ. Томск. - 1984. - 26с.

100. Найденко O.K. Петров П.П. Амортизация судовых двигателей и механизмов. —Л.: Судпромгиз. 1982. — 288с.

101. Нахапетян Е.Г. Экспериментальное исследование и диагностирование роботов. М. Наука. - 1981. - 190с.

102. Нашаф А., Джоунс Д., Хендерсон Дж. Демпфирование колебаний.: М.: . Мир. 1988.-448 с.

103. Панасенко А.Н. Динамическое гашение колебаний в манипуляционных системах. Автореф. канд. диссертации (Науч. рук. Елисеев С.В.). Иркутск. - 1989.- 19с.

104. Попов Е.П. Прикладная теория процессов управления в нелинейных системах. М. Наука. - 1973. - 584 с.

105. Попов Е.П. Теория линейных систем автоматического регулирования и управления. М.: Наука. 1978. — 256с.

106. Попов Е.П., Пальтов Н.П. Приближённые методы исследования нелинейных автоматических систем. М.: Физматгиз. 1960. — 792с.

107. Рагульскис К.М. Механизмы на вибрирующем основании // труды института энергетики и электротехники АН Лит.ССР. — Каунас. — 1963. — 218с.

108. Резник Ю.Н. Основы минеральной подготовки при освоении месторождений полезных ископаемых. — М.: Из-во ВЛАДМО. — 2001. — 498 с.

109. Резник Ю.Н., Засядко А.А., Елисеев С.В. Исследование трехмерной виброзащитной системы методом структурных матриц // Механика и процессы управления. — Ирк. политехнический институт. — Иркутск. — 1975. -вып. II.-с. 173-184.

110. Резник Ю.Н., Засядко А.А., Кузнецов Н.К. Экспериментальная модель электрогидравлической виброзащитной платформы // Теория активных виброзащитных систем. — Ирк. политехнический институт. — Иркутск. — 1975. вып. II. ч.П - с. 18-32.

111. Резников Л.Н., Фишман Г.М. Оптимальные параметры динамического гасителя колебаний в переходном режиме // Машиностроение. — 1972. №2.-С. 10-15.

112. Ружичка Д. Активные виброзащитные системы. — ЭИ. Испытательные стенды и приборы. — 1969. №10. с. 15-22.

113. Руководящие материалы по проектированию и расчету систем виброи- ■ золяции обогатительного оборудования. Под ред. Елисеева С.В. НПП «Спектр». 2004г. - Иркутск. 38с.

114. Самбарова А.Н. Исследование динамики нелинейных активных виброзащитных систем // Автореф. канд. дисс. (Науч. рук. Елисеев С.В.). — НЭТИ. Новосибирск. 1975.-20 с.

115. Синицин А.П. Метод конечного элемента в динамике сооружений. — М.: Стройиздат, 1978. 231с.

116. Соболев В.И. Дискретно-континуальные математические модели в алгоритмическом и программном разрешении проблем подавления вибраций конструкций и оборудования (Авт. докт. дисс. (Науч. рук. Елисеев С.В.). ИрГУПС. Иркутск. - 2003. - 36 с.

117. Соболев В.И. Конечномерные аппроксимации динамических систем в задачах виброзащиты.// Математическое программное обеспечение технических систем. Новосибирск. Наука. Сиб. отделение. 1989. — С.44-52.

118. Соболев В.И., Елисеев С.В. и др. Патент СССР №1790704 на способ виброизоляции от 22.09.92.

119. Сунада В., Дубровски С. Об исследовании динамики и характеристик промышленных роботов — манипуляторов с упругими звеньями // Труды американского общества инженеров-механиков. Конструирование и технология машиностроения. — М. — 1983. №1. С. 161-178.

120. Тибилов Т.А. Оптимальное управление виброзащитной системой: рельсового экипажа в условиях неопределенного возмущения // ВИНИТИ, транспортные науки. — 2001. №12. — Москва. С. 22-33.

121. Тимошенко С.П. Теория колебаний в инженерном деле. — М. Наука. — 1967.-362с.

122. Троицкий В.А. Оптимальные процессы колебаний механических систем. — J1. Машиностроение. — 1976. — 248 с.

123. Уокер Д. Динамика пространственных механизмов // Труды американского общества инженеров-механиков. Конструирование и технология машиностроения. — М. 1969. №1. С. 271-278.

124. Фролов К.В., Фурман Ф.А. Прикладная теория виброзащитных систем. — М.: Машиностроение. 1980.-276 стр.

125. Хвощевский Г.И. Принципы построения и обеспечения динамической точности и взаимодействия элементов робототехнических комплексов // Автореф. канд. дисс. ИрГУПС. - Иркутск. - 2003. - 28 с.

126. Хоменко А.П. Динамика и управление в задачах виброзащиты и виброизоляции подвижных объектов. — ИГУ. Иркутск. 2000. — 295с.

127. Хоменко А.П., Банина Н.В. Введение дополнительных инерционных связей в математических моделях задач виброзащиты и виброизоляции // Системный анализ. Моделирование. ИрГУПС. — 2004. № 3. С. 5-10.

128. Хоменко А.П., Банина Н.В. Изменение амплитудно-частотной характеристики с введением фазового сдвига // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. ИрГУПС. №1. — 2005. - Иркутск. - С. 9-14.

129. Хоменко А.П., Елисеев С.В. и др. Способ управления характеристиками линейных колебаний и устройство для его осуществления. Патент на изобретение №2246647. Бюлл. №5 от 20.02.05.

130. Хоменко А.П., Елисеев С.В., Соболев В.И., Димов А.В. и др. Особенности моделирования динамических процессов в задачах управления колебаниями сложных технических объектов // Коллект. монография. Деп. ВИНИТИ 22.02.2005 №255-В2005. 218с.

131. Хоменко А.П., Елисеёв С.В., Соболев В.И. Использование свойств взаимодействия гармонических форм в подавлении вибраций многомерных динамических систем // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. ИрГУПС. 2004. № 2. С. 5-13.

132. Черноусько Ф.Л., Акуленко Л.Д., Соколов Б.Н. Управление колебаниями. М. Наука. - 1980. - 276 с.

133. Шапоников Н.Н. и др. Применение метода конечных элементов к решению динамических задач.// Расчёты на прочность. М.: Машиностроение. 1983 - вып. 23. - С.73-86.

134. Шаталин Л.Г. Структурные матрицы и их применение для исследования систем. — М. Машиностроение. — 1974. — 248 с.

135. Эрделевский Л.Н. Виброизолятор с динамическим корректором // Динамика крупных машин. М. Машиностроение. - 1969. С. 77-79.

136. Юдин В.И. Методика кинематического, динамического и прочностного расчетов манипуляторов и их отдельных узлов. — Ленинград. ЛПИ. — 1980.- 168с.

137. Утверждаю Генеральный директор НПП "СПЕКТР", д.т.н. Соболев В.И.1509.051. АКТ ВНЕДРЕНИЯ

138. Зав. сектором конструкторскихразработок1. Готовский С.И.

139. Закрытое акционерное общество

140. Иркутское научно производственное объединение Промавтоматика"664075,г.Иркутск, ул.Байкальская«п.249,(3952) тел.24 73 00, тел/факс 24792S

141. Об использовании результатов совместных НИР

142. ЗАО «Иркутское НПО Промавтоматика» Белоусов А.В.1. АКТпрактического использования и внедрения результатов НИР1. Мы, нижеподписавшиеся,:

143. Генеральный директор HI III «ЭНРОФ» Куницын Юрий Иванович, Главный инженер НГШ «ЭНРОФ» Николаев Александр Константинович, Научный консультант, д.т.н., профессор Ястребов Константин Леонидович, составили настоящий акт о нижеследующем.

144. Предварительные испытания показали, что экономический эффект от использования средств виброзащиты может составить при приведении к базовой системе компенсации (одна технологическая линия) не менее 1.5 млн. руб.

145. Николаев А.К. Ястребов К.Л.

146. Главный инженер HI 111 «ЭНРОФ» Научный консультант, д.т.н., профессор

147. УТВЕРЖДАЮ Зам. генерального эектора по научной

148. Б.И. Зельберг сенат*2005г.1. АКТо внедрении результатов диссертационной работы Димова А.В. «Решение обобщенных задач виброзащиты и виброизоляции на основе структурных методов математического моделирования».

149. Зав. лабораторией производства алюминия,к.т.н, СнГ~ Ю.В. Богданов

150. Аспирант ИрГУПС СЛ —А.В. Димов

151. Гс р: м.пый директор Ир: >тс к* о го научно-исследо-вп ильс;сого института сс.'юП промышленностиг у'-, Пчелин А.Т.1. Ь; 2005 г.1. АКТоб использовании результатоп I II 1IV

152. Директор департамента научных исследований, к.т.н., с.н.с., заслуженный работник лесной промышленности РФ1. Л. А. Занегин