Влияние импульсного воздействия на механическую систему с упругими элементами

• Автор: Зубарева, Мария Кузьминична
• Шифр специальности: 05.23.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 179 с.

СОДЕРЖАНИЕ
РЕФЕРАТ
ВВЕДЕНИЕ.

1 ОБЗОР И АНАЛИЗ НАУЧНОТЕХНИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Современное состояние вопроса и основные направления исследования .

1.2 Краткий обзор исследований на импульсные воздействия.

1.2.1 Сейсмические воздействия. Нормативные документы и физические модели

1.2.2 Колебания систем с сосредоточенными и распределенными параметрами.

1.2.3 Математический аппарат.

1.2.4 Вычислительные методы

Выводы.
2 ДИНАМИКА СТЕРЖНЕВЫХ СИСТЕМ ПРИ ИМПУЛЬСНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ
2.1 Постановка задачи
2.2 Продольные волны в стержне с сосредоточенной массой на конце Динамическая модель, решения .
2.3 Расчеты на ЭВМ продольных смещений.
2.4 Результаты и анализ расчетов на ЭВМ смещений при изгибных колебаниях
3 КОЛЕБАНИЯ КРУГЛОЙ ПЛАСТИНЫ С ВНЕШНИМ МАССИВНЫМ ОБОДОМ.
3.1 Постановка задачи
3.2 Жесткость пластины при поперечном, осесимметричном нагружении
3.3 Жесткость пластины при поперечном, кососимметричном нагружении.
3.4 Расчет жесткостей кольцевой пластины на ЭВМ
3.5 Осесимметричные колебания круглой пластины с массивным ободом на внешнем контуре
3.6 Результаты динамического расчета. Анализ.
4 ДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В РАДИАЛЬНОМ ВЕНТИЛЯТОРЕ ПРИ СЕЙСМИЧЕСКОМ ВОЗДЕЙСТВИИ.
4.1 Постановка задачи.
4.2 Расчетная схема радиального вентилятора и его
динамическая модель.
4.3 Колебания при продольном смещении опоры.
4.4 Динамический расчет радиального вентилятора при продольном смещении опоры.
4.5 Динамическая модель и исследование колебаний при поперечном смещение опоры.
4.6 Расчеты при поперечном смещении опоры вентилятора
4.7 Колебания при вертикальном смещении опоры вентилятора.
4.8 Расчеты при вертикальном смещении опоры.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


В рассматриваемых моделях динамических процессов в радиальном вентиляторе принята к использованию элементарная теория гироскопического эффекта. В качестве одной из возможных конструктивных схем вентилятора радиального типа принят вентилятор с четырьмя одинаковыми опорами, связанными с жестким основанием, которое имеет возможность перемещаться в трех взаимно перпендикулярных направлениях. В качестве закона смещения опорной поверхности во времени использованы конкретные сейсмограммы в форме импульса Берлаге f(t) = Ai^te<~? Приводятся разработанные динамические модели для описания продольных, поперечных и вертикальных смещений опорной поверхности вентилятора. Эти модели описываются системой дифференциальных уравнений конечного порядка и учитывают влияние на динамические процессы в элементах вентилятора их масс, жесткостей, смещений опорной поверхности, с учетом режимов работы вентилятора в момент приложения импульса. При работающем вентиляторе учитывается гироскопический эффект. Современное состояние вопроса и основные направления исследования. В настоящие время наиболее развиты методы динамического расчета на эксплуатационные воздействия. При этом большая часть работ посвящена периодическим воздействиям и импульсным нагрузкам небольшой интенсивности 1, 9, , , , , , , , , , 1, 6 и др]. Сооружения, конструкции, здания и оборудование могут испытывать воздействия сейсмического, взрывного, ударного и т. Среди этого класса нагружения наиболее изучены сейсмические нагрузки в трудах [2, , , , , 0, 1, 8, 5, 8, 9, 2]. Характер импульсных воздействий весьма широк, так волновые нагрузки от взрыва могут быть воздушными внешними и воздушными внутренними, наземными и подземными, причем с различной интенсивностью. Известно, что высотные сооружения при ветровых воздействиях могут испытывать ветровые резонансы, галопирование. Авиационная, ракетная и др. Необходимо также отметить, что импульсные нагрузки могут возникать от работы технологического оборудования, например, при взрывной штамповке, хотя величина их, сравнительно, мала. При импульсном воздействии в системе, представляющей собой конструкцию, состоящую из связанных между собой упругих и массивных «жёстких» элементов, её части будут совершать колебания. В связи с этим в элементах конструкции возникают силы инерции и связанные с ними напряжения, деформации и перемещения, которые могут быть значительными и опасными при эксплуатации конструкции. Так в Строительных Нормах и Правилах отмечается, что действие взрывных волн для сооружения является аварийным. Оценку импульсного воздействия на напряжённо-деформированное состояние элементов любой конструкции можно произвести на основе теоретических, экспериментальных исследований динамики системы и анализе динамических перемещений и нагрузок, возникающих в системе. Эта задача даже в приближённом решении является весьма сложной, так как при действии импульсных нагрузок в конструкциях и их элементах возникает целый ряд явлений, связанных с высокоскоростными деформациями, местными эффектами развития контактных напряжений, интенсивными колебательными процессами. Развитие техники, оборудования, строительных сооружений вызывает необходимость в их совершенствовании, наделении свойствами, обеспечивающими высокую эксплуатационную надёжность, экономическую безопасность при минимальных затратах. В связи с этим уместно отметить работу [4], в которой отмечается, что для обеспечения безопасной работы различных конструкций, предотвращения техногенных аварий и экологических катастроф важно не только хороню спроектировать конструкцию, но и регулярно проводить её обследование, расчёты на прочность с учётом изменения геометрических и металлографических свойств за счёт коррозии, старения материала и износа в процессе эксплуатации. Так в широко известном учебнике [3], по строительной механике A. B. Александрова, Б. Я. Лощенкова, H. H. Шапошникова под ред. А.Ф. Смирнова указывается, что снижение материалоёмкости стальных конструкций, стоимости конструкций и сооружений при одновременном обеспечении надёжности и долговечности невозможно осуществить без совершенствования методов расчёта и проектирования.