Рычажные связи в колебательных системах Текст научной статьи по специальности «Физика»

Решетневскце чтения

Предложено математическое выражение, учитывающее нелинейный характер трения металла по ВДС. При этом процесс трения характеризуется тремя параметрами: коэффициентом трения при нулевом нормальном давлении, пределом напряжений трения и параметром р, который отражает структурно-механическое состояние ВДС. В случае абсолютно твердых тел, и р = 0 экспоненциальный закон трения переходит в линейный закон Кулона. В случае идеальной жидкости и р = да - коэффициент трения обращается в нуль и в силу вступает закон вязкости Ньютона.

Для ВДС установлено два характерных значения влажности Wf и При влажности Wf и ниже система проявляет свойства твердого тела и скользит по кон-

такту как единое целое. При влажности и выше скольжение по контакту прекращается, заменяясь течением в объеме материала. При промежуточных значениях влажности имеют место оба процесса одновременно. Установлено, что источником трибо-ЭДС является только внешнее трение.

Разработана математическая модель интенсивности изнашивания в виде уравнения, параметры которого ] и характеризуют изнашивающую способность пасты и могут быть использованы для минимизации износа оборудования.

При влажности Wf интенсивность изнашивания максимальна. При увеличении влажности интенсивность изнашивания снижается и достигает практически нулевого значения при влажности

U. G. Barabanschikov, S. G. Chulkin Saint-Petersburg State Polytechnical University, Russia, Saint-Petersburg

EXPERIMENTAL DEVICE FOR TRIBOCOUPLING AT ABRASIVE WEAR PROCESS RESEARCH

The authors describe a construction of an experimental device for research of wear and dragging of working body of machines against viscoplastic materials (concrete mix, ceramic mixture, clay ground) with rubbing components like sand and broken stone.

© Барабанщиков Ю. Г., Чулкин С. Г., 2011

УДК 62.752

С. В. Барсуков, А. И. Воротынов, И. А. Зусман, А. Н. Трофимов Иркутский государственный университет путей сообщения, Россия, Иркутск

РЫЧАЖНЫЕ СВЯЗИ В КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ

Предлагается методика построения математических моделей для виброзащитных систем с рычажными динамическими гасителями колебаний. Рассматриваются особенности динамических свойств и возможности выбора параметров.

Вопросам теоретического обоснования особенностей режимов динамического гашения колебаний в задачах виброзащиты и виброизоляции технических объектов посвящен ряд работ [1-3]. В них основное внимание уделяется взаимодействию массоинерцион-ного элемента (гасителя), присоединяемого упругим элементом к объекту. Вместе с тем многие конструктивные решения все чаще ориентируются на использование эффектов от сочленения твердых тел. Обычно встречаются сочленения в виде вращательных кинематических пар, а также рычажных связей, привносимых рычажными соединениями элементов виброзащитных систем. Упомянутая группа проблем представляет интерес для исследования, в рамках которого могли бы быть изучены возможности настроечных механизмов, учет влияния упругих свойств рычагов и сочленений [4].

Рассмотрим один из наиболее известных вариантов построения системы с динамическим гасителем

колебаний на основе применения рычага второго рода (рис. 1). Схема виброзащитной системы с объектом защиты массой М, рычагом с плечами 11 и 12, присоединенным гасителем с массой т представлена на рис. 1, а. Объект защиты через упругий элемент с коэффициентом жесткости к опирается на вибрирующее основание; у и у1 - координаты инерционных элементов в неподвижной системе координат.

Уравнение движения механической системы:

(М + т1г)у + ку = '¿тг(г +1) + ку.

Структурная схема эквивалентной в динамическом отношении системы автоматического управления показана на рис. 1, б.

Передаточная функция системы может быть определена по структурной схеме:

ж ( = у=(т) р+к. г (М + тг) р + к

Механика специальных систем

а б

Рис. 1. Расчетная (а) и структурная (б) схемы виброзащитной системы с рычажным гасителем

Ли)

—I......... а иг1 -кия v ^ JW + ^n1

б

w!1 -I- иг' ^ j

6 \

а

v i\cex

Рис. 2. Амплитудно-частотные характеристики системы при разных соотношениях масс: а - M > шг, б - M = шг, в - M < mi

Передаточная функция отражает особенности сочленения в динамическом гасителе. Оно заключается в том, что вибрация, передаваемая через сочленение, создает два связанных между собой внешних воздействия: в кинематической и силовой форме. Такие взаимодействия проявляются через динамические особенности колебательных механических систем (рис. 2).

Ранее в научной литературе в таком виде динамические гасители колебаний не рассматривались.

Из приведенного можно сделать заключение о том, что M = ш1 является «узловым» соотношением в настройке динамического гасителя колебаний.

Библиографические ссылки

1. Елисеев С. В., Нерубенко Г. П. Динамические гасители колебаний. Новосибирск : Наука, 1982.

2. Коренев Б. Г., Резников П. М. Динамические гасители колебаний, теория и технические приложения. М. : Наука. 1968.

3. Карамышкин В. В. Динамические гасители колебаний. Л. : Машиностроение. 1988.

4. Елисеев С. В., Ермошенко Ю. В., Трофимов А. Н. К вопросу о построении математических моделей виброзащитных систем с динамическими гасителями нетрадиционного типа // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. Вып № 2 (30). Иркутск, 2011. С. 78-83.

S. V. Barsukov, A. I. Vorotynov, I. A. Zusman, A. N. Trofimov Irkutsk State Transport University, Russia, Irkutsk

LEVER CONNECTIONS IN VIBRATORY SYSTEMS

Methodics of creature of mathematical models for vibroprotection systems with lever dynamical absorbers are offered. Particularities of dynamical properties and possibilities of selection ofparameters are considered.

© Барсуков С. В., Воротынов А. И., Зусман И. А., Трофимов А. Н., 2011