Динамика виброзащитной системы с упругим звеном прерывистого действия

• Автор: Прокопов, Евгений Егорович
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Орел
• Количество страниц: 186 с. : ил.

Глава 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА
1.1 Основные направления и подходы решения проблем виброзащиты
1.2 Анализ динамических свойств пассивных и управляемых виброзащитных систем
1.3 Обзор методов исследования нелинейных систем
1.4 Выводы. Цель и задачи исследования
Глава 2 ОСНОВЫ МЕТОДИКИ РАСЧЕТА КОМПЕНСАЦИОННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ В СИСТЕМАХ ВИБРОЗАЩИТЫ
2.1 Одновременное действии кинематического и силового возмущений
2.2 Оптимизация ступенчатого, противофазного силового возмущения
по критерию виброзащиты
2.3 Колебания виброзащитной системы при прерывистом
силовом возмущении
2.4 Выбор и обоснование алгоритмов работы упругого звена прерывистого действия
2.5 Выводы по второй главе
Глава 3 ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ВИБРОЗАЩИТНОЙ СИСТЕМЫ С УПРУГИМ ЗВЕНОМ ПРЕРЫВИСТОГО ДЕЙСТВИЯ
3.1 Базовые модели с механизмом переключения жесткости
несущего и дополнительного упругих звеньев
3.2 Соотношения, определяющие процесс работы механизма переключения жесткости
3.3 Аналитические расчеты и моделирование колебаний базовых моделей
3.3.1 Основные расчетные зависимости для анализа динамических свойств базовых моделей
3.3.2 Моделирование колебаний при гармоническом возмущении
3.3.3 Переходные процессы в условиях ударных нагрузок
3.4 Выводы по третьей главе
Глава 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
4.1 Конструктивные схемы базовых моделей и опытного образца амортизатора прерывистого действия
4.2 Описание конструкции и работы лабораторной установки «механический осциллятор» (макет виброзащитной системы
с упругим звеном прерывистого действия)
4.3 Результаты испытаний лабораторной установки «механический осциллятор» (макет виброзащитной системы
с упругим звеном прерывистого действия)
4.4 Результаты натурных испытаний амортизатора
прерывистого действия и их анализ
4.5 Выводы по четвертой главе
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1 Патенты Российской Федерации
Приложение 2 Программа для решения системы уравнений (3.11), (3.16)
и расчета коэффициента динамичности
Приложение 3 Программа численного интегрирования
дифференциального уравнения (3.23)
Приложение 4 Акты передачи результатов диссертационной работы
Приложение 5 Акт о внедрение в учебный процесс результатов
диссертационных исследований
Приложение 6 Справка о внедрение результатов
научно-исследовательской работы
Приложение 7 Акт о проведении сравнительных испытаний
по оценке вибрационной нагрузки на оператора автогрейдера
Приложение 8 Диплом ВВЦ

В современных рыночных условиях хозяйствования внедрение высокопроизводительных мобильных машин технологического назначения во многом зависит от эффективности применяемых средств виброзащиты.
Используемые в настоящее время виброзащитные системы не всегда обеспечивают качественную защиту машин, приборов и аппаратуры, а также человека-оператора от внешних механических воздействий. Трудности и проблемы виброзащиты, прежде всего, предопределены случайным характером и разнообразием этих воздействий по показателям амплитудно-частотной и фазовой модуляции. Кроме этого, устройства виброзащитной техники, включаемые в состав виброзащитных систем по своим свойствам и реализуемым характеристикам не всегда отвечают установленным критериям и требованиям. Данные устройства должны адекватно реагировать на внешние воздействия и поддерживать оптимальный, в соответствии с принятым критерием качества виброзащиты, процесс формирования компенсационных воздействий. Это полностью относится к таким необходимым устройствам виброзащитной техники как упругие звенья.
Развиваемые упругим звеном восстанавливающие силы определяют составную часть результирующего компенсационного воздействия, которое формируется в совокупности с диссипативными и инерционными силами при работе управляемых или «пассивных» структур с упругодемпфирующи-ми и инерционными звеньями.
При «пассивном» варианте исполнения упругодемпфирующих звеньев в серийно выпускаемых сиденьях и подвесках мобильных машин улучшение их антирезонансных и противоударных свойств достигается при использовании управляемых демпферов и упругих звеньев с переключаемой (управляемой) жесткостью.
Данная концепция отражена в ряде известных публикаций и определяет перспективы научных и прикладных исследований по проблеме демпфи-

при вычислении коэффициента динамичности (2.4) с учетом найденных ограничений на параметры системы (2.8) - (2.11).
При фиксированных параметрах системы (б, 8, ср) графики АЧХ состоят из двух «ветвей», соединяемых в особых точках, в которых коэффициент динамичности (2.4) равен нулю. С увеличением Б значения коэффициентов динамичности на левых «ветвях» АЧХ увеличиваются, а на правых «ветвях» - уменьшаются. Причем с уменьшением Б особые точки смещаются влево по оси г) и, в пределе, когда Б —> 1 стягиваются в «0».
Из графиков АЧХ видно, что на всем исследуемом диапазоне частот значения коэффициента динамичности не превышают единицы. Данный результат по существу получен потому, что «воспроизводилась» работа активной виброзащитной системы, которая формирует компенсационное силовое воздействие в «противофазе» по отношению к кинематическому возмущению. В такой постановке силовое возмущение следует рассматривать как управляющее воздействие /16, 36/ с изменяющимися параметрами Б и (р.
Уменьшение в при управляющем воздействии или «переход» к варианту пассивной системы, когда силовое возмущение является внешней «помехой», неизбежно приводит к увеличению уровня колебаний защищаемого объекта. Подтверждение последнего можно найти в /156/, где динамические свойства виброзащитной системы, предназначенной для защиты человека-оператора, исследуются с учетом особенностей динамики тела человека и вторичных проявлений, вызываемых рефлекторными реакциями.
Расчетным путем установлено, что при /> < 1 коэффициент динамичности (2.4) принимает минимальные значения только тогда, когда соответствующие значения фазового угла лежат в интервале
6л 14л
— <ср< . (2.12)

В этом случае, силовое возмущение, как управляющее воздействие оптимально. С другой стороны, если значения фазового угла лежат вне интер-