CC BY
47
М N
^ (0) = £ sm (6)+ д ё; (6) ё;*(6) - ё; (е) ё"*(е) ]
:=1 к=1 (12)
где первая слагаемое - сумма третьих параметров Стокса всех элементов, входящих в разрешаемый объём БРЛС, а второе - сумма &
"взаимных" параметров Стокса 3 для тех же интерференционных пар.
Следовательно, при когерентном рассеянии параметры Стокса суммы волн, рассеянных различными элементами не могут быть определены простой суммой этих параметров.
Таким образом, управление радиолокационным контрастом дает возможность оптимизировать технические характеристики средств радиолокационного наблюдения в реальных условиях работы. Однако решение указанной задачи оптимизации является затруднительным из-за большого числа поляризационных параметров отраженных электромагнитных волн и отсутствием обоснованных подходов к оценке радиолокационного контраста. Кроме того, при решении задач радиолокационного наблюдения полезных объектов на фоне подстилающей поверхности, особенно морской, необходимо учитывать случайный характер изменения поляризационных параметров радиолокационного объекта.
Литература:
1. Временное руководство по использованию автоматической информационной (идентификационной) системы (АИС) на судах и в береговых службах. М., 2002.
2. Тюфанова, А.А. Влияние программных и программно-аппаратных отказов на передачу интегрированных данных оператору системы управления движением судов// Транспортное дело России № 4(119). - М: Морские вести России, 2015.
3. Кривин, Н.Н. Поляризационный след и поляризационный контраст малоразмерных радиолокационных объектов. Автореферат дис.. .кан. тех. наук.: Томск, 2015.
4. Богородский, В.В. Поляризация рассеянного и собственного радиоизлучения земных покровов / В.В. Богородский, Д.Б. Канарейкин, А.И. Козлов/ Л.: Гидрометеоиздат, 1981. - 280 с.
УДК 621.873:539.3
ИССЛЕДОВАНИЕ ДИССИПАТИВНЫХ СВОЙСТВ УПРУГИХ СИСТЕМ
ГРУЗОПОДЪЕМНЫХ КРАНОВ
Ведерникова Е.Л., преподаватель кафедры «Механика», ФГБОУ ВО «Государственный морской университет им. адм. Ф.Ф.Ушакова»
Увеличение мощностей грузоподъемных кранов неизбежно приводит к значительному росту вибраций, понижающих надежность работы, как отдельных узлов, так и механизма в целом. Одним из наиболее эффективных способов снижения вибраций является применение в конструкциях, подверженных воздействию динамических нагрузок, материалов с высокими вибропоглощающими свойствами. В данной работе рассмотрены существующие методы прогнозирования демпфирующих свойств материалов, определены основные параметры демпфирования вибрации на примере грузоподъемного крана. Выявлена зависимость диссипативных свойств системы при резонансе от демпфирующих характеристик материалов конструкции. В перспективе планируется экспериментальным путем с помощью иммитаци-онного моделирования определить физико-механические свойства наиболее оптимального демпфирующего материала, для использования его в узлах грузоподъемного крана, наиболее подверженных вибрациям, а также в системе ходовая часть - рельс.
Ключевые слова: диссипация энергии, демпфирование, амплитуда, резонанс, грузоподъемный кран.
THE STUDY OF DISSIPATIVE PROPERTIES OF THE ELASTIC SYSTEMS OF CRANES
Vedernikova E., lecturer of the Mechanics chair, FSEI HE «Admiral Ushakov Maritime State University»
Increase the capacity of cranes inevitably leads to a significant increase in vibrations reduce the reliability as separate units, and the mechanism as a whole. One of the most effective ways to reduce vibration is the use in structures exposed to dynamic loads, materials with high vibration-absorbing properties. In this paper, the existing methods ofpredicting the damping properties of materials, the main parameters of the damping of vibrations on the example of crane. The dependence of the dissipative properties of the system at resonance from the damping characteristics of the materials of construction. It is planned experimentally using simulation modeling to determine the physical and mechanical properties of the optimal damping material for use in the node of the crane is most susceptible to vibrations, and also in the system chassis rail.
Keywords: the energy dissipation, damping, amplitude, resonance, crane.
В процессе эксплуатации грузоподъемных кранов неизбежны колебания упругих систем конструкции, в результате чего динамические нагрузки могут приобретать численно большие значения, чем при статическом нагружении. Инерционные параметры упругих систем зависят от веса груза, его амплитуды и от множества других случайных факторов. Усилия в упругих связях зависят как от внешних нагрузок, так и от физических свойств и конструктивных особенностей. На характер силовых процессов существенное влияние оказывают диссипативные силы, в результате чего происходит рассеивание энергии в окружающую среду. Эти потери вызваны силами неупругого сопротивления, на преодоление которых непрерывно и необратимо расходуется энергия колебательной системы или возбудителя колебаний. Как известно, отношение энергии, диссипируемой за цикл колебания, к максимальной потенциальной энергии, накопленной на протяжении цикла, является мерой интенсивности демпфирования.
Существует ряд методов прогнозирования демпфирующих свойств материалов. Наиболее широкое применение нашли два ме-
тода: метод, использующий принцип упруговязкой аналогии [3,4] и метод энергии деформаций [5,6]. Исследуемый грузоподъемный кран можно представить в виде многомассовой динамической модели, состоящий из сосредоточенных приведенных масс соединенных между собой упругими, а в случае учета диссипативных сил - упруговяз-кими связями. Сущность принципа упруговязкой аналогии заключается в том, что при установившихся гармонических колебаниях статические упругие решения можно преобразовать в вязкоупругие решения путем простой замены упругих модулей соответствующими комплексными вязкоупругими модулями и истолковывая упругое поле переменных как комплексное гармоническое вязкоупругое поле переменных [7]. При значении коэффициента потерь много меньшем единицы комплексный модуль упругости материала можно
м * = м '(1 + щ)
представить в виде , (1)
где М - модуль накоплений материала, П - коэффициент потерь материала. Тогда коэффициент потерь демпфирующего
материала можно определить следующим выражением:
Щ =
Ж = 0,5 КЛ2
) -
фирующего материала;
и; Де/см-м;^),
фирующего материала;
(2)
модуль потерь демп-
модуль накоплении демп-
М
- соответственно модули упругости матрицы и
наполнителя;
- объемное содержание наполнителя. В качестве функции
И,
а может быть взята любая зависимость эффективного модуля упругости демпфирующего материала. Для оценки своИств демпфирующих материалов методом энергии деформации декремент колебаний может быть записан в виде
Пс1т
АЖ А К
МУт+&\Уп
(3)
где , - энергия, рассеянная за цикл деформации
АКт А К
соответственно в матрице и наполнителе; т , п - амплитудные значения потенциальнои энергии соответственно матрицы и наполнителя. Амплитудное значение потенциальной энергии вычисляется методами теории упругости [7]. Диссипация энергии в упругих системах грузоподъемных кранов передвигающихся по рельсовым путям, как и в других механических колебательных системах, происходит в материале упругого элемента зависит от ряда параметров одним из которых являются потери энергии колебании в окружающую среду. Высокие циклические и ударные нагрузки отражаются на инерционных характеристиках упругих систем, а также на диссипативных свойствах систем и приводит к их снижению. При этом наблюдается повышение уровня вибрации упругой системы, особенно в условиях резонанса. В общем случае демпфирования вибрации крановой конструкции и системы колесо-подкрановый путь, определяется следующими основными параметрами:
- демпфирующими свойствами материалов, из которых изготовлена конструкция;
- конструкционное демпфирование (силы трения, возникающие при нагружении относительно неподвижных стыков и соединений деталей благодаря упругому проскальзыванию с трением контактных площадок, например прессовые и резьбовые соединения; а также диссипативные силы трения, возникающие при относительном перемещении контактных поверхностей деталей машин, к которым относятся зубчатые передачи, подшипники и т.п.);
- рассеиванием энергии в окружающую среду. К первому параметру относится высококачественные легированные стали, антифрикционные материалы и пр., из которых изготавливается крановая конструкция, т.е. силы неупругого сопротивления, действующие непосредственно в конструкционных материалах. Ко второму параметру относится установка различных демпфирующих устройств с использованием сплавов и покрытий обладающих повышенной демпфирующей способностью, а также создание деформационных швов и узлов с дополнительными источниками поглощения. Количественную оценку первых двух параметров примем по рекомендациям, приведенным в работах [8,9]. Третий параметр - потери энергии колебаний в окружающей среде, т.е. силы аэродинамического сопротивления, действующие на машину при ее колебаниях в воздушной среде. Таким образом, диссипативные силы представляют собой внутренние реакции систем при деформации ее элементов под действием внешней нагрузки и всегда ориентированы против направления деформаций (нагрузок). Такая направленность диссипативных сил обуславливает необратимое расходование энергии колебаний на их преодоление при деформации или относительном перемещении с трением упругих элементов машин. В общем случае диссипация при колебаниях упругих систем оценивается коэффициентом поглощения ш, который равен отношению потерянной за цикл (гармонических колебаний) энергии Ш к наибольшему значению потенциальной энергии К системы, отвечающей данной амплитуде колебаний. Применительно к линейным колебаниям в методе приведения при линейной упругой характеристике
. К - ж
(4)
где - жесткость системы, - амплитуда виброперемещений. Тогда коэффициент поглощения определится из выражения
у = 2 ¥ / (КЛ2)
(5)
Необходимо учитывать, что в структуре упругих крановых систем присутствуют все три параметра, составляющие неупругое сопротивление, которые должны быть учтены при анализе вынужденных колебаний системы, особенно при наличии резонансов [10]. Для резонансной амплитуды при малом демпфировании, согласно источнику [7] применяется равенство
V = 25
5
(6)
где - логарифмический декремент затухающих колебаний
(5= 1п(Л / Л,+1))
Логарифмический декремент затухающих колебаний и коэффициент поглощения могут быть определены экспериментальным путем, но для оценки диссипативных свойств крановой системы необходим анализ развития амплитуд вибрации при резонансе и
значения коэффициента динамичности в , который равен
в = Л / Лет
где Л - амплитуда вибрации и Лет - статическая деформации при нагрузке, равной возмущающей нагрузке (сила или момент).
Значение
V = о
в
зависит от диссипативных свойств системы и при
теоретически
V > о
в
. Для механических упругих систем
всегда и коэффициент динамичности изменяется в широ-
ких пределах, т. к. всегда присутствуют параметры 1 и 2 (трение в материалах и конструкционные сопротивление) [10].
Теоретически коэффициент динамичности в для околорезонансной зоны определяется из выражения
в= [(1-Ю2/ш2)2 + 4п ш2/Юо4)]- 0,5 (8)
Ш ш0
где - круговая частота возмущающего усилия, - круговая частота собственных незатухающих колебаний,
П = С / 2иИ - отношение коэффициента демпфирования к удвоенной массе системы.
Ю / Ю0 = 1
При резонансе, когда 0 при малом значении
демпфирования, формула (8) упрощается и принимает вид
в = (2п / ш 0 )-1 = ш 0 И / С (9)
Из формулы (9) получим значение коэффициента демпфирования С
С = Ю 0 И / в
0 - ' гр (10)
Используя формулу (10) получим приращение демпфирования в упругой системе при подъеме краном груза
АС = Сг-Сб = со0гМг//Зрг-со0бМб//Зрб Щ)
Результат проведенных исследований в данной работе дал возможность выявить зависимость диссипативных свойств системы и значение коэффициента динамичности при резонансе от демпфирующих способностей материалов в крановой конструкции в зависимости от степени нагружения.
Литература:
1. Писаренко Г.С., Яковлев А.П., Матвеев В.В. Вибропогло-щающие свойства конструкционных материалов. - Киев: Наукова думка, 1971, с.104-105. 2. Яковлев А.П., Матвеев В.В. К методике экспериментального изучения демпфирующих свойств материалов при изгибных колебаниях. Рассеяние энергии при колебаниях механических систем. - Киев: Наукова думка, 1974. с.135-139. 3. Кристенсен Р. Введение в механику композитов / Р. Кристенсен. - М., 1982. - 334 с. 4. Сендецки Дж. Механика композиционных материалов: Композиционные материалы: в 8 т. / Дж. Сендецки;
158 ТКАШРОЮ" БШШБББ Ш КШБТЛ | №1 2017 |
т
оо
под ред. Л. Браутмана, Р. Крока. - М. : Мир, 1978. - Т. 2. - 564 с. 5. В.Н. Челомей (пред.). -М.: Машино-строение, 1980. - Т.3. Колебания
Нашиф А. Демпфирование колебаний / А. Нашиф, Д. Джоунс, Дж. машин, конструкций и их элементов/ Под ред. Ф.М. Диментберга и
Хендерсон. - М.: Мир, 1988. - 488 с. 6. Яковлев А.П. Диссипативные К.С. Колесникова. 1980. - 544 с. 9. Вибрация в технике: справочник в
свойства неоднородных материалов и систем / А.П. Яковлев. - Киев 6-ти т./ Ред. В.Н. Челомей (пред.). -М.: Машиностроение, 1980. - Т.6.
: Наук. думка, 1985. - 248 с. 7. Черкасов В.Д., Юркин Ю.В., Авдонин Защита от вибрации и ударов / Под ред. К.В. Фролова. 1981. - 456
В.В. Прогнозирование демпфирующих свойств композита с учетом с. 10. Худяков С.А. Диссипация в судовых упругих системах / С.А.
температурной зависимости свойств полимера//Вестник ТГАСУ №4, Худяков, Н.А. Тарануха // Морские интеллектуальные технологии.
2012. - С. 216-225. 8. Вибрация в технике: справочник в 6-ти т./ Ред. № 1 (23). - СПб., 2014. - С. 77-79.
УДК 656.62
ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ ЭФФЕКТИВНОЙ И КАЧЕСТВЕННОЙ ПЕРЕВОЗКИ НЕРУДНЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ, А ТАКЖЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СНИЖЕНИЯ ИХ ПОТЕРЬ ПРИ ТРАНСПОРТИРОВАНИИ
Ничипорук А.О., к.т.н., доцент ФГБОУ ВО «Волжский государственный университет водного транспорта», e-mail: nichiporouk@
rambler.ru
В статье изложены основные принципы организации речными транспортными предприятиями эффективных и качественных перевозок нерудных строительных материалов. Предлагается экономико-математическая модель определения эффективности и целесообразности проведения мероприятий по снижению потерь поставляемых материалов.
Алгоритм аналитической моделивключает доктрину комплексного учёта экономического интереса участников транспортного процесса. Экономическая эффективность производства транспортного процесса оценивается положительной разницей (в категории денежного эквивалента) между доходами и затратами.
Для анализа возможности получения максимального эффекта по качеству перевозок нерудных строительных материалов применяется графическое моделирование этапов транспортного процесса. Моделирование характеристик является одним из наиболее эффективных способов получения информации о взаимодействии категорий доходов и затрат при перевозках в некоторый момент времени.
Экономико"математическая модель представляет собой метод изучения реально существующего или предполагаемого транспортного процесса по ключевым особенностям, которые характеризуются кривыми доходов и затрат, отображаемых в масштабе времени, необходимого для перевозки различных грузов.
Для практического применения предусматривается разработка такого объекта исследований"модели, которая по своим показателям полностью или достаточно достоверно соответствует параметрам реального транспортного процесса (при условии нахождения нормативного срок доставки в оптимальных границах работы транспорта).
Снижениеуровня сохранности продукции рассматривается, как случайный процесс, вызывающий нарушение или потерю эффективности перевозок, которые приводят к несоответствию установленным правилам перевозок, штрафным санкциям и другим непроизводительным затратам.
Эффективность снижения потерь грузов при проведении перевозок отображается в модели посредством финансовых показателей.
Ключевые слова: речной транспорт, нерудные строительные материалы, эффективность и качество перевозок, потери грузов.
PRINCIPLES OF ORGANIZATION OF EFFICIENT AND HIGH-QUALITY TRANSPORTATION OF NON-METALLIC BUILDING MATERIALS, AS WELL AS DETERMINING THE EFFECTIVENESS OF REDUCING THEIR LOSSES DURING
TRANSPORTATION
Nichiporuk A., Ph.D., assistant professor, FSBEIHE «Volga State University of Water Transport»
In article are relatedthe basic principles organization effective and high-quality transportations of nonmetallic construction materials at river transport companies. In this article is offeredthe economic and mathematical model for definitions of efficiency and expediency at holding actionson drop losses delivered materials.
The algorithm in this analytical model includes the doctrine of the complex accounting of economic interest at participants in transport process. Economic efficiency production of transport process is estimated by a positive difference (in category of a money equivalent) between the income and expenses.
For the analysis a possibility of obtaining the maximum effecton quality of transportations of nonmetallic construction materialsgraphic modeling of stages of transport process is applied. Modeling of characteristics is one of the most effective modes of obtaining informationabout interaction of categories of income and expenseswhen transporting in some timepoint.
Theeconomic and mathematical model represents a method of studying of real-life or alleged transport processon key features, which are characterized by curves at income and expenses, which are displayed in time scale, where is necessary for transportation of various freights.
For practical applicationis provided in development of such object ofprobes of model, which on indicators completely or rather authentically corresponds to parameters of real transport process (on condition of stay standard delivery period in optimum borders of work of transport).
Drop of level of safety of production is considered as casual process, which causes violation or loss of efficiency of transportations, which result in misfit to the established rules of transportations, penalties and other unproductive expenses.
Efficiency of drop losses freights when carrying out transportations is displayed in model by means at financial performance.
Keywords: river transport, nonmetallic construction materials, efficiency and quality of transportations, losses of freights.
Максимальный эффект по качеству перевозок нерудных строительных материалов (НСМ) может быть получен только в том случае, если все действия участников транспортного процесса будут осуществляться в рамках комплекса их экономических интересов [1]. При этом экономический эффект работы транспорта по перемещению партии груза (ПП Г) наиболее полно может оцениваться разницей доходов и затрат на перевозки, руб:
Пп.Г ~ ДП.Г ~ ^П.Г (1)
