Научные основы статистической динамики торфяных фрезерующих агрегатов

• Автор: Фомин, Константин Владимирович
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Тверь
• Количество страниц: 330 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

ВВЕДЕНИЕ............................. V. . . . .

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Методы анализа нагрузок на рабочих органах

1.2. Методы оптимального проектирования рабочих органов

1.3. Методы анализа динамических нагрузок в элементах привода

1.4. Экспериментальные методы анализа нагрузок

в элементах привода

1.5. Постановка задачи и выбор методов исследования

2. МОДЕЛИРОВАНИЕ НАГРУЗОК НА РАБОЧИХ
ОРГАНАХ ФРЕЗЕРУЮЩИХ АГРЕГАТОВ
2.1. Моделирование нагрузок при взаимодействии
с беспнистой залежью
2.2. Моделирование нагрузок при взаимодействии
с древесными включениями
3. АНАЛИЗ НАГРУЗОК НА РАБОЧИХ ОРГАНАХ
ФРЕЗЕРУЮЩИХ АГРЕГАТОВ
3.1. Математические ожидания нагрузок
на рабочих органах
3.1.1. Математические ожидания нагрузок
при взаимодействии с беспнистой залежью
3.1.2. Математические ожидания нагрузок
при взаимодействии с древесными включениями
3.2. Спектральные плотности нагрузок
при взаимодействии с беспнистой залежью
3.2.1. Анализ в системе координат, связанной
с углом поворота рабочего органа

3.2.2. Анализ в системе отсчета, связанной со временем
3.3. Спектральные плотности нагрузок при взаимодействии
с древесными включениями
3.4. Взаимные спектральные плотности нагрузок на рабочих
органах фрезерующего агрегата
3.5. Спектральные плотности нагрузок
с учетом неточности изготовления рабочего органа
3.6. Оценка плотностей распределения нагрузок
3.7. Анализ характера нагружения на рабочем органе
3.8. Исходные данные для анализа нагрузок на рабочем органе фрезерующего агрегата
3.8.1. Параметры импульсов нагружения
при взаимодействии с беспнистой залежью
3.8.2. Определение параметров импульсов нагружения
при взаимодействии с древесными включениями
ВЫВОДЫ
4. ВЫБОР ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ
РАБОЧИХ ОРГАНОВ
4.1. Постановка задачи выбора оптимальных параметров
4.2. Выбор оптимальных параметров
при взаимодействии с беспнистой залежью
4.3. Выбор оптимальных параметров при
взаимодействии с древесными включениями
4.4. Многокритериальная оптимизация параметров
рабочего органа
ВЫВОДЫ
5. СТАТИСТИЧЕСКАЯ ДИНАМИКА ПРИВОДОВ ТОРФЯНЫХ
ФРЕЗЕРУЮЩИХ АГРЕГАТОВ
5.1. Моделирование привода рабочего органа

5.1.1. Динамическая модель двигателя
внутреннего сгорания
5.1.2. Моделирование движущего момента на валу
двигателя внутреннего сгорания
5.1.3. Динамические модели приводов
5.2. Установившиеся динамические процессы в приводе
5.2.1. Динамический анализ поведения двигателя
в условиях случайного нагружения
5.2.2. Анализ линейных динамических систем
5.2.3. Анализ нелинейных моделей привода
5.3. Неустановившиеся динамические процессы
в элементах привода
5.4. Методика анализа динамической нагруженности приводов
5.5. Выбор оптимальных параметров привода
фрезерующего агрегата
5.5.1. Постановка задачи оптимизации
5.5.2. Выбор оптимальных параметров рабочего органа
с учетом динамических свойств привода
ВЫВОДЫ
6. ИССЛЕДОВАНИЕ НАГРУЖЕННОСТИ ФРЕЗЕРУЮЩИХ АГРЕГАТОВ
6.1. Машины послойно-поверхностного фрезерования
6.1.1. Методика анализа динамической нагруженности
6.1.2. Анализ нагруженности фрезера МТФ-
6.2. Машины для глубокого фрезерования торфяной залежи
6.2.1. Методика анализа динамической нагруженности
6.2.2. Анализ нагруженности привода
фрезерующего агрегата МТП-42А . .
6.2.3. Анализ нагруженности привода
фрезерующего агрегата МП-

Математическая задача анализа сложных динамических систем формулируется следующим образом [76, 86]:
1. Задана система нелинейных дифференциальных уравнений относительно выходных координат х, в форме

-^■ = Н^1...хя;д1...дг (1.3.1)
с начальными условиями при 1=0, хг(10) = хю; I = 1,2,3.., где д;...дп- внешние воздействия.
2. По заданной системе уравнений и внешним воздействиям определяются значения выходных координат Х|...хп. Если воздействия являются случайными, то по заданным вероятностным характеристикам воздействий или параметров системы находятся вероятностные характеристики х.,.хп.
Поставленную задачу решают тремя методами [57, 82, 104, 86, 87]: аналитически, численно или аппаратурно. Аналитическое решение даёт наибольшую информацию, но круг решаемых задач динамики машинных агрегатов ограничен даже в случае рассмотрения линейных моделей [86]. Для нелинейных моделей, особенно многомерных, получение даже приближённых аналитических решений связано с большими трудностями и во многих практически интересных случаях невозможно. Случайность внешних воздействий или параметров динамической системы значительно усложняет получение решения [86]. Поэтому в настоящее время практический динамический анализ сложных механических систем производят с применением численных методов [16, 23].
В торфяной, горной и других отраслях промышленности, для которых характерен случайный вид нагружения элементов машин, при динамическом анализе широкое применение нашёл метод статистического моделирования [14, 16, 18, 25, 86, 78]. Общая схема моделирования выглядит следующим образом [63, 67, 78]:
1. Построение математической модели динамической системы в виде системы дифференциальных уравнений.