Динамические режимы движения вибрационной мобильной системы, оснащенной вращающимися внутренними массами

• Автор: Лупехина, Ирина Владимировна
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 165 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1. Состояние проблемы. Задачи исследования
1.1. Область применения вибрационных мобильных устройств
1.2. Классификация вибрационных мобильных систем
1.3. Подходы к построению моделей вибрационных мобильных 20 систем.
1.4. Применение дебалансных вибровозбудителей для создания 30 гармонических управляющих сил.
1.5. Обзор результатов исследований движения вибрационных 34 мобильных систем.
1.6. Цели и задачи исследования
Глава 2. Разработка общей математической модели
вибрационного устройства
2.1. Общая постановка задачи построения математической 45 модели движения вибрационного устройства в пространстве.
2.2. Дифференциальные уравнения вращения вибрационной 48 системы в пространстве.
2.3. Дифференциальные уравнения поступательного движения 58 корпуса вибрационной системы.
2.4. Внешние силы, действующие на вибрационную систему
2.5. Уравнения движения корпуса в случае опорной и безопорной 68 фаз движения.

2.6. Выводы по главе 2. ' , 1(1, , 74-
Глава 3. Моделирование безотрывного движения вибрационной ‘
системы с двумя дебалансами по плоской горизонтальной поверхности с сухим кулоновым трением.
3.1. Уравнения движения вибрационной системы по 75 горизонтальной шероховатой поверхности
3.2. Динамика вибрационной мобильной системы в случае 86 полной остановки корпуса.
3.3. Алгоритм численного расчета параметров движения 106 вибрационной мобильной системы по поверхности с сухим кулоновым трением.
3.4. Результаты численного моделирования движения системы
3.5. Выводы по главе 3. 124 Глава 4. Исследование динамики прыжкообразного движения
вибрационного устройства.
4.1. Уравнения движения вибрационного устройства в полете
4.2. Уравнения движения вибрационной системы в вертикальной 131 плоскости.
4.3. Исследование уравнений движения. Определение некоторых
параметров прыжка на основании уравнений движения упрощенной модели.

4.4. Исследование особенностей движения с периодическим
отрывом корпуса от поверхности и методические рекомендации к определению параметров вибрационной системы, способной осуществлять данные режимы движения.
4.5. Экспериментальные исследования движения вибрационной
системы.
4.6. Выводы по главе
Заключение
Список литературы
Приложение

Введение
Актуальность работы. Среди различных типов современных самоходных мобильных устройств особую группу образуют вибрационные устройства, перемещающиеся за счет действия сил инерции, вызванных периодическим относительным движением внутренних элементов. Результатом действия сил инерции может быть как скользящее, так и скачкообразное движение с отрывом от поверхности.
Изучением вибрационных мобильных устройств в течение последних двух десятилетий занимаются отечественные и зарубежные ученые Ф.ЛЧерноусько, Н.Н.Болотник, Т.Ю.Фигурина, И.М.Зейдис, Кттегтапп, Е. РарабороиЬз и многие другие. Однако основная часть проведенных исследований касается прямолинейного движения вибрационных механизмов без отрыва от шероховатой плоскости, которое является частным
случаем движения, осуществляемого реальными вибрационными системами.
4 ,1»
Экспериментальные исследования показывают, что движение реальных вибрационных мобильных систем не всегда соответствует подобной идеализированной модели. В то же время исследование плоского движения вибрационной системы по шероховатой поверхности затруднено, поскольку моменты инерции системы и нормальные реакции поверхности являются переменными во времени величинами. Кроме того, задача нахождения сил трения покоя, возникающих в опорах корпуса при его неподвижном положении на поверхности, является статически неопределимой, что усложняет определение момента начала движения корпуса и типа этого возникающего движения.
Вырабатываемые подвижными внутренними массами силы способны приводить к периодическим отрывам корпуса от поверхности. Исследования подобных режимов движения вибрационных мобильных систем в настоящее
ударов и т.д.) [58, 60, 61], ограниченность мощности двигателей [9], то возможности для исследования оказываются почти неограниченными.
Анализ плоского движения вибрационных систем на данный момент не особенно разнообразен. Самым легкодоступным с точки зрения математического построения решений является случай движения под действием сил линейного вязкого сопротивления [11, 64], причем в [27] рассматривается пространственное движение тела с подвижной внутренней массой в жидкости. Учет влияния сил сухого трения на плоское движение корпуса представляет собой весьма серьезную научную проблему, поскольку при скоростях точек контакта корпуса с поверхностью (или области контакта) проекции кулоновых сил нелинейно зависят от скоростей, а в случае остановки корпуса нахождение этих проекций перерастает в статически неопределимую задачу (если опор - три и более). Чаще описание движения ограничивается случаем отсутствия остановок точек контакта [3, 30, 33, 70], а если остановки имеют все-таки место, то для выхода из ситуации статической неопределимости авторы выдвигают гипотезы о свойствах самих опор [65] или корпуса [94].
Что касается аналитических исследований уравнений движения, то они существуют для некоторых частных случаев движения твердых тел под действием постоянных сил. В настоящее время задачами исследования движения и равновесия твердых тел на шероховатой поверхности занимаются такие западные ученые, как МШегельский, Д.Гудвин, Р.Синатра и др. [74, 75, 92, 96, 97]; отечественные: Ф.Л.Черноусько, А.ГЪИванов, В.Ф.Журавлев, В.В.Андронов, В.М.Матросов, Н.Н.Болотник, В.В.Козлов, Г.М.Розенблат и др. [16-19, 22, 24, 35, 48-51, 62]. Г.М.Розенблат определяет следующие задачи динамики, требующие решения при изучении движения твердого тела, опирающегося одной, двумя или тремя точками на шероховатую поверхность [51]: