Структурные методы динамического синтеза колебательных механических систем с учетом особенностей физических реализаций обратных связей

• Автор: Банина, Нина Валериевна
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 198 с. : ил.

ГЛАВА 1. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМ ВИБРОЗАЩИТЫ И ВИБРОИЗОЛЯЦИИ. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ
1.1. Современные подходы к решению задач виброзащиты и виброизоляции технических объектов
1.2. Структурные методы в задачах динамики машин
1.3. Обобщенный подход к моделированию виброзащитных систем
на основе введения дополнительных связей
1.4. Некоторые приложения структурной теории
виброзащитных систем
1.5. Активные динамические гасители колебаний
1.6. Базовые расчетные схемы в задачах виброзащиты и виброизоляции транспортных средств
1.7. Заключение. Постановка задач исследования
ГЛАВА 2. ДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ С ДОПОЛНИТЕЛЬНЫМИ СВЯЗЯМИ В ВИДЕ МЕХАНИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ
2.1. Некоторые элементы структурной теории
виброзащитных систем
2.2. Структурные особенности введения дополнительных
связей в виде механических цепей
2.3. Особенности математических моделей виброзащитных
систем
2.4. Изменение динамических свойств механических систем
при введении дополнительного колебательного контура
2.5. Динамика связанных колебательных систем. Подходы к оценке взаимодействия элементов виброзащитной системы
2.5.1. Свободные колебания связанных осцилляторов
2.5.2. Динамические свойства связанных систем (вынужденные колебания), оценка их взаимодействия
2.6. Выводы по главе

ГЛАВА 3. УПРАВЛЕНИЕ КОЛЕБАНИЯМИ СВЯЗАННЫХ
СИСТЕМ НА ОСНОВЕ АКТИВНЫХ ОБРАТНЫХ СВЯЗЕЙ
ЗЛ. Влияние дополнительного вибрационного воздействия на динамические характеристики колебательной системы
3.2. Структурный анализ систем с дополнительными
активными связями
3.3. Моделирование активных виброзащитных систем на основе механических систем с дополнительным
вибрационным воздействием
3.3.1. Динамический гаситель колебаний с дополнительным источником силы
3.3.2. Алгоритм создания управляющего вибрационного воздействия
3.4. Влияние дополнительных активных связей на динамику связанных колебательных систем
3.5. Выводы по главе
ГЛАВА 4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЕРТИКАЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ
4.1. Влияние фазового сдвига внешних воздействий на динамику вертикальных колебаний транспортного экипажа
4.2. Колебания системы из двух транспортных экипажей
4.3. Динамические свойства парциальных подсистем
4.4. Моделирование транспортных систем в виде цепочки колебательных структур связанных шарнирными соединениями
4.5. Возможности моделирования сложных механических систем
4.6. Формализация описания связей в механических системах с дополнительными элементами
4.7. Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

Актуальность темы. В динамике машин проблемам управления вибрационным состоянием различных объектов уделяется значительное внимание. Задачи виброзащиты и виброизоляции, снижения уровня динамических воздействий на элементы машин при ударах, обеспечения надежной работы при комплексных динамических нагрузках на рабочие органы машин - это далеко не полный перечень современных направлений теоретических и экспериментальных исследований в данной области.
Большую известность в этих направлениях получили труды отечественных и зарубежных ученых: В. В. Болотина, Дж. Ден Гартога, С. В. Елисеева, В. С. Ильинского, В. О. Кононенко, С. Крендалла, Д. Е. Охоцимского, Я. Г. Пановко, А. Ружечки, С.П. Тимошенко, В. А. Троицкого, К. В. Фролова, Ф. JI. Черноусько, Ch. Crede, С. Roland, J. С. Snowdon и др. Теории и практике транспортной динамики, защиты оборудования, приборов и машин посвящены работы Е. П. Блохина, И. И. Галиева, JI. О. Грачевой, В. А. Камаева, В. А. Лазаряна, В. Б. Меделя, М. П. Пахомова, И. И. Силаева, Т. А. Тибилова, В. Ф. Ушкалова, А. П. Хоменко, и др.
В достаточно многочисленных исследованиях рассматривались различные аспекты упомянутых выше проблем, связанные с уточнением математических моделей, введением в колебательные системы дополнительных связей, в том числе, на основе использования внешних источников энергии и применения элементов автоматики. Существенное развитие в динамике машин получили методы и подходы, опирающиеся на аналитический аппарат теории систем и теории автоматического управления, включая и методы прямого управления динамикой процессов с использованием средств вычислительной техники.
От рассмотрения отдельных динамических явлений и процессов наметилась вполне определенная тенденция к изучению вибрационных состояний объектов, формированию и исследованию вибрационных полей, способам

т.е. при увеличении |іУ(/<у)|. Универсальным способом в данном случае может быть общее повышение коэффициента усиления цепи обратной связи. Однако такая возможность ограничена условиями устойчивости системы. При действии на объект сложных возмущений активный гаситель способен подавить лишь компоненты возмущения, частоты которых укладываются в диапазон эффективности.
Расчет эффективности системы с активным гасителем удобно осуществлять путем построения годографа частотной характеристики ІВА(іо))У(ісо) (рис. 1.13). Условию (1.6) удовлетворяют все точки годографа, лежащие вне единичного круга с центром в точке (-1, 0). Обратная величина расстояния от точек годографа до центра круга определяет коэффициент эффективности /г0(<у).
Рис. 1.12. Схема активного Рис. 1.13 Годограф частотдинамического гашения ной характеристики разомс обратной связью кнутой системы активного
динамического гашения
При использовании активных динамических гасителей для демпфирования переходных процессов объекта происходит подавление составляющих процесса, частоты которых располагаются в диапазоне эффективности гасителя и практически не оказывают влияние на более высокочастотные компоненты, лежащие вне указанного диапазона. Для устойчивости системы с активным гасителем согласно критерию Найквиста необходимо и достаточно, чтобы годограф не охватывал центра единичного круга.