Разработка методик расчета и конструктивных схем тросовых виброизоляторов с пространственным восприятием нагрузки

• Автор: Гвоздев, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 283 с. : ил.

Оглавление
Введение
1. Обзор мирового опыта создания и исследования
характеристик тросовых виброизоляторов
1.1 Сведения-о тросовых виброизоляторах
1.2 Обзор основных конструктивных разработок
тросовых виброизоляторов
1.3 Модели расчета жесткостных свойств
гибких упругих элементов тросовых виброизоляторов
1.4 Модели расчета демпфирующих свойств
гибких упругих элементов тросовых виброизоляторов
1.5 Основные принципы проектирования параметрических
рядов тросовых виброизоялторов
1.6 Постановка задачи исследования
2. Разработка моделей деформирования тросовых виброизоляторов с пространственным восприятием нагрузки
2.1 Методика расчета нагрузочных характеристик виброизоляторов с прямолинейными и кольцевыми рабочими участками
в нелинейной постановке
2.2 Разработка параметрического ряда тросовых виброизоляторов с прямолинейными участками для работы в области
геометрической- нелинейности
2.2.1 Исследование характеристик виброизолятора в области геометрической нелинейности
2.2.2 Построение параметрического ряда тросовых виброизоляторов
по патенту РФ № 83
2.3 Методика расчета кольцевых и эллипсных виброизоляторов
2.3.1 Метод расчета характеристик двухкольцевого виброизолятора
по патенту РФ № 96
2.3.2 Метод расчета характеристик многокольцевых виброизоляторов
2.3.3 Метод расчета характеристик эллипсных виброизоляторов
2.3.4 Исследование характеристик двухкольцевых виброизоляторов
в области геометрической нелинейности
2.3.5 Исследование характеристик эллипсных впброизоляторов
в области геометрической нелинейности
2.4 Анализ демпфирования и поведения двухкольцевых виброизоляторов при колебаниях
2.5 Разработка параметрического ряда двухкольцевых виброизоляторов
по патенту РФ № 96
2.6 Методика расчета характеристик тросовых виброизоляторов

с пространственной формой УДЭ
2.6.1 Учет эллипсности сечения проволок УДЭ
2.6.2 Определение формы осевой линии УДЭ
2.6.3 Метод построения расчетной формы пространственного УДЭ
2.6.4 Разработка параметрического ряда виброизоляторов
по патенту РФ №2199
3. Экспериментальное определение характеристик
тросовых виброизоляторов с пространственным восприятием нагрузки
3.1 Экспериментальное исследование тросовых виброизоляторов с радиусноой формой упругой линии УДЭ
3.1.1 Создание экспериментального образца
3.1.2 Описание установки
3.1.3 Методика проведения эксперимента
3.1.4 Обработка результатов эксперимента
3.1.5 Сравнение экспериментальных и расчетных данных
3.2 Экспериментальное исследование виброизолятора
с пространственной формой упругой линии
3.2.1 Создание экспериментального образца
3.2.2 Описание установки
3.2.3 Методика проведения эксперимента
3.2.4 Обработка результатов эксперимента
3.2.5 О применимости статических характеристик
тросовых виброизоляторов для расчетов в динамике
3.2.6 Обработка результатов динамических испытаний
3.2.7 Сравнение результатов с данными, полученными на основе математической модели
4. Практическое применение результатов и дальнейшие направления исследования
4.1 Практическое применение результатов исследования
4.1.1 Разработка конструкций виброизоляторов
с прямолинейной формой УДЭ
4.1.2 Разработка конструкций виброизоляторов
с радиусной формой упруго демпфирующего элемента
4.1.3 Разработка конструкций виброизоляторов с пространственной формой
упругодемпфирующего элемента
4.2 Перспективы дальнейших исследований
Основные результаты и выводы
Список использованных источников
Приложения
Список сокращений
АЧХ - амплитудно-частотная характеристика;
ВЗС - виброзащитная система;
КЭ - конечный элемент;
КЭ-модель - конечно-элементная модель;
КЭ-расчет - конечно-элементный расчет;
МКЭ - метод конечных элементов;
МР - металлическая резина (металлический аналог резины);
СКД - система конструкционного демпфирования;
СНС - статически неопределимая система;
УДЭ - упругодемпфирующий элемент;
CAD - Computer-aided design - аппаратно-программные комплексы автоматизации проектирования;
CAE - Computer-aided engineering - программные пакеты, предназначенные для инженерных расчетов, анализа и симуляции физических процессов
ние которого определяется. Общее число интегралов Мора должно быть равно числу участков, т.е. для каждого участка записывается свой интеграл с соответствующими границами. При этом, границы участков для основной и вспомогательной балок должны совпадать. Сумма всех интегралов является искомым перемещением.
Метод Мора можно применять при расчете стержней, вала, балки, рамы, шарнирно-стержневой системы и др., к которым чаще всего сводятся расчетные схемы упругих линий тросовых виброизоляторов.
Несмотря на универсальность рассмотренных выше методов, они позволяют решить задачи определения перемещений точек УДЭ лишь в линейной постановке, что, как будет показано в дальнейшем, не соответствует действительности. Поэтому в настоящее время в теоретических расчетах все чаще применяются различные методы, позволяющие учесть геометрическую нелинейность свойств УДЭ виброизоляторов. Здесь следует особо отметить две уникальные монографии российских ученых, посвященные расчету на прочность и жесткость гибких стержней: работы Е.П. Попова [92] и В.А. Светлицкого [97].
В исследованиях [92, 97] расчет гибких стержней, с помощью которых можно получить упругие компоненты перемещений УДЭ виброизолятора осуществляется при следующих допущениях: 1) нормальные поперечные сечения стержня, плоские до деформации, остаются нормальными и плоскими и после деформации (гипотеза Бернулли), т.е. сдвиги сечений не учитываются; 2) размеры поперечного сечения УДЭ считаются малыми по сравнению с длиной и радиусом кривизны оси стержня; 3) осевая линия стержня считается нерастяжимой; 4) справедлив принцип Сен-Венана, который утверждает, что различные, но статически эквивалентные, локальные нагрузки вызывают в стержне (если не учитывать местные напряжения вблизи точки приложения нагрузки) одно и то же напряженное состояние.
При этом рассматриваются задачи геометрически нелинейные, но физически линейные. Т.е. в них не действуют принципы независимости дейст-