Научные основы расчета и проектирования упругодемпферных опор сухого трения агрегатов и узлов транспортных систем

• Автор: Антипов, Владимир Александрович
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Орел
• Количество страниц: 256 с. : ил.

ОСНОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ, УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
АиРКТ - авиационная и ракетно-космическая техника
АЧХ - амплитудно-частотная характеристика
АС - анкерная связь
ВИ - виброизолятор
ГТД - газотурбинный двигатель
ДЛА - двигатели летательных аппаратов
ЕСКД - единая система конструкторской документации
ЖРД - жидкостный ракетный двигатель
ЛА - летательный аппарат
КЭ - конечный элемент
МР - металлическая резина, упругопористый демпфирующий материал
МКГД - многослойный кольцевой гофрированный демпфер
МГТУ - Мурманский Государственный технический университет
НИРС - научно-исследовательская работа студентов
НПЛ - научно-производственная лаборатория
ОНИЛ - отраслевая научно-исследовательская лаборатория
СГАУ (ранее КуАИ - Куйбышевский авиационный институт) - Самарский Государственный аэрокосмический университет имени академика С.П.Королева СГНПП «Авиадвигатели НК» - Самарское Государственное научно-производственное предприятие
СКД - система конструкционного демпфирования СВК - специальная виброизоляторная классификация
СамГАПС (ранее СамИИТ) - Самарская Государственная академия путей сообщения СМПО им. М.В.Фрунзе - Самарское моторостроительное производственное объединение имени М.В.Фрунзе
СЭУ - судовые энергетические установки
ТНА - турбонасосный агрегат
УДО - упругодемпферная опора
УФХ - упругофрикционные характеристики
УИР - учебно-исследовательская работа
УДЭ - упругодемпфирующий элемент
ЦСКБ - центральное специализированное конструкторское бюро ЧИП - частота изгибающих перемещений ЭУ - энергетическая установка

ОСНОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ, УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
АННОТАЦИЯ
ПРЕДИСЛОВИЕ
АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ ЗАЩИТЫ ОТ ВИБРАЦИИ ДЕТАЛЕЙ И УЗЛОВ ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ
1.1. Анализ современных методов и средств подавления вибрации
1.1.1. Тросовые виброизоляторы
1.1.2. Изделия из материала металлорезина
1.1.3. Многослойные пластинчатые демпферы
1.2. Обзор опубликованных материалов по методам исследования свойств 26 средств виброзащиты
1.3. Обзор работ по исследованию динамики роторов на анизотропных упру- 37 го-демпферных опорах
1.4. Достижения науки о сосредоточенном демпфировании в решении про
блемы пространственной виброзащиты
1.5. Постановка задачи исследования
РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ РАСЧЕТА УПРУГО-ДИССИПАТИВНЫХ СВОЙСТВ СРЕДСТВ ВИБРОЗА-ЩИТЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Метод расчета УФХ многослойных кольцевых гофрированных демпферов в режиме одноосного нагружения
2.2. Исследование анизотропии упругодиссипативных свойств многослойных демпферов опор быстровращающихся роторов
2.2.1. Способы оценки и классификация анизотропии УФХ демпфирующих 54 устройств
2.2.2. Расчетные исследования анизотропии УФХ демпфирующих устройств в 57 режиме одноосного демпфирования

2.2.3. Метод расчета и результаты расчетных исследований анизотропии УФХ демпфирующих устройств В режиме прецессии С ПОСТОЯННЫМ эксцен- £2 триситетом
2.3. Метод расчета УФХ упругогистерезисных элементов из упругопористого материала МР в режиме одноосного и прецессионного деформирования
2.4. Метод расчета и исследование свойств виброизоляторов с криволинейными упругогистерезисными тросовыми элементами

2.5. Особенности гистерезиса в пространственных виброзащитных системах при совместных гармонических колебаниях массы
2.6. Основные результаты и выводы по разделу
3. ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ И КОНСТРУКТИВНЫХ ФАКТОРОВ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВИБРОЗАЩИТЫ
3.1. Моделирование влияния допусков на размеры и технологии сборки 98 демпферов на разброс их свойств в серийном производстве и оценка разброса УФХ штатного серийного демпфера
3.2. Метод расчета и исследование влияния овальности наружного и внутрен- 104 него колец демпфера на его свойства
3.3.. Особенности расчета и результаты расчетных исследований влияния разреза упругогистерезисного элемента на свойства опоры при прецессии
3.4. Совместное влияние ряда факторов на свойства демпфера
3.5. Основные результаты и выводы по разделу
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ УПРУГОДЕМПФИРУЮЩИХ СВОЙСТВ УСТРОЙСТВ С СОСРЕТОДОМЕННЫМ ДЕМПФИРОВАНИЕМ
4.1. Обоснование необходимости разработки различных методов и средств 119 экспериментальных исследований упругодемпфирующих устройств
4.2. Методики и устройства для изготовления опытных образцов
4.3. Устройства для статических испытаний демпферов в режиме одноосного 124 демпфирования
4.4. Устройство для имитации прецессионного движения цапфы в опоре
4.5. Экспериментальная проверка результатов расчетных исследований 131 свойств демпферов

Т = Р,-Р2; (2.1)
К = (Р, + Р3)/2. (2.2)
Величина коэффициента трения Р в эксперименте не измерялась, однако состояние контактных поверхностей поддерживалось идентичным во всех компоновках. В связи с этим данный параметр был выведен из состава определяющих параметров. Не измерялась также и величина модуля упругости Е, вариация которого для вышеуказанных сталей не превышает 5%. Рис- 2.4. Типичный вид упругогистерезисных петель многослойных пакетов, В соответствии с принятой концепцией исследова- рабохающих в реЖиме одностороннего
ния, упругофрикционные свойства гофрированных па- упора
кетов изучались на базе теории подобия путем исследования влияния на УДХ определяющих критериев подобия, найденных с помощью д-теоремы разложением упругогистерезисных петель на составные элементы ЯиТ (выражения (2.1, 2.2), представления их в виде безразмерных комплексов, а затем сравнения этих элементов для различных компоновок, характеризуемых совокупностью определяющих критериев подобия [101].
Определяющие критерии подобия были найдены в соответствии С 71-теоремой в виде:
т Уі г. И - е т Ь у
<р,т,п,И =-,й = —,е=-,Ь=-,^ = ^-Ь і ( / Л
(2.3)
а определяемые - безразмерная среднециклическая сила Я и обобщенная сила трения Т в виде

(2.4)

птк тЬ*Е.1 ’

п2тктЬ‘ЕЗ ’
(2.5)
(2.6)
где момент инерции поперечного сечения ленты
I = ЬЬ3/ 12,
а кт - некоторая функция, зависящая от числа пролетов т:
кт = 4 - 3 ехр[-0,4(т-1)]. (2.7)
Факт подобия по упругофрикционным свойствам различных типоразмеров изделия устанавливался по наличию в критериальных координатах г| - Е,
г) = РГ5 / пгпкт1і‘ЕІ, і; = у / И* (2.8)
поля петель, единственного для всех типоразмеров.
Деформирование пакетов осуществлялось на установке, показанной на рис. 2.5. Диапазон варьирования параметров пакетов значительно превосходил имеющийся на практике.