Введение к работе
Зацпта от вибрации - одна пз задач современной техники. Вкброизо-ляция наряду с вибропоглоцениея является одним из основных методов виброзащиты. В области низких частот, где вибропоглоценпе малоэффективно, виброизоляїшя - единственный способ борьбы с вибрацией на путях ее распространения.
Среди проблем и задач теории вкброизоляшш машин, которые рассматриваются в многочисленных работах специалистов во всем мире, пространственный аспект расположения элементов системы виброизоляши, вопроси полбора соотношений физических характеристик системы являются менее разработанными по сравнению с анализом и синтезом динамических характеристик для одномерных систем, систем, ограниченных в движении направляющими механизмами, с техническими решениями вертикальной установки виброизоляторов по одной из осей их главных жесткостей.
Представляется актуальным поиск расположения элементов виброизо-ляшш с пространственной ориентацией осей главных жесткостей и демпфирований, обеспечивавшее дополнительные возможности улучшения динамических характеристик системы, К улучшению динамических свойств приводит снижение различий сопротивляемости по отдельным координатам, что создает "изотропность" системы к силовому воздействию по различным направлениям. Для пространственных систем, испытывающих разносто-сторошше воздействия, свойство "изотропности" является важным.
Цель диссертационной работы.
Целью исследования является разработка методики проектирования систем вибропзоляцин машин с улучшенными динамическими свойствами.
Поставленная цель достигается решением 'геометрической задачи оптимального синтеза систем виброизоляшш машин, заключающейся в оптимальном расположении элементов виброизоляцип в пространстве п подборе соотношений их физических характеристик.
Рассматривается- пространственная система виброиэолядин в виде, твердого тела на упруго демпфированных элементах. Свиброизоляторах). Структура системы виброизоляния задана заранее. Масса тела п главные централыше моменти инерции известны.
Проектируемая система зависит от варьируемых параметров, таких
как углы наклона и координаты установки виброизоляторов, соотношения физических параметров виброизоляторов по различным направленияи. Область варьирования данных параметров задана.
Вводятся критерии оценки однородности динамических свойств системы виброизоляции, характеризующие близость собственных частот и коэффициентов относительного демпфирования:
max mi п тая ті n "
Необходимо определить такие значения варьируемых параметров, при которых выбранные критерии принимают минимальные значения.
Научная новизна работы.
Предложен метод решения геометрической задачи оптимального синто за систем виброизоляции, включающий в себя три этапа:
- построение модели описания динамических свойств пространственно;
системы виброизоляции, структура которой задана заранее,
- расчет собственных частот, форм колебаний, коэффициентов относи
тельного демпфирования,
- оптимизация спектров собственных частот, коэффициентов относитель
ного демпфирования по выбранным критериям.
Определены структуры матрицы жесткости и матрицы демпфировани твердого тола на упруго демпфированных элементах. В основе структу лежит использование матриц плюккеровых координат, что позволило разделить геометрические и физические параметры, которые управляют дина мическими свойствами системы виброизоляции.
За счет использования матриц плюккеровых координат в представлении собственных динамических свойств системы виброизоляции стал возможным свободно варьировать углы разворота виброизоляторов пространстве и места их установки, и, тем самым, значительно прощ описать систему виброизоляции в пространстве.
Предложена методика расчета однородных динамических свойств сие темы виброизоляции, позволяющая получать решения геометрической зал?-чи оптин&чьного синтеза инвариантными к значениям у f^, fm, „' и AMI <mi „' , что позволяет настраиваться на различные частотны диапазоны и области относительного демпфирования и делает решени задачи универсальными с точки зрения геометрии и соотношений жест
костей, демпфирований.
Практическая значимость.
Найденими подход к решению геометрической задачи оптимального синтеза систем виброизоляции машин позволяет однозначно проектировать конфигурации подвесок и систем виброизоляции, управляя частотшош и денпфируищими характеристиками за счет оптимального расположения элементов виброизоляшга в пространстве и подбора соотношений их физических характеристик.
Создано программное обеспечение для оптимального проектирования систем вибройзоляции двигателей и машинных агрегатов, пространственных подвесок транспортных средств.
Выполнены для АО ГАЗ расчеты подвески двигателя легкового автонобиля, на основании которых составлены рекомендации конструкторам , относящиеся к пространственной установке виброизоляторов под двигателем и коробкой передач.
Для Владимирского тракторного завода СВТЗ) проведены исследования системы виброизоляшга воздухоочистителя дизельного двигателя. Обосно-uiiui установка воздухоочистителя на наклонные виброизоляторы с целью уменьшения пылепропуска.
Для Мытищинского завода "Нетровагоннаш" выполнен расчет второй ступени подвешивания нетровагона "Яуза" с использованием наклонных пневмоэлементов и гидравлических демпферов в пространстве. Результаты переданы заводу.
Методы исследования.
Методы исследования основаны на законах теоретической механики, теории колебаний, теории механизмов и машин. Разработанные алгоритмы реализованы в виде программ для IBM совместимых компьютеров.
Апробация работы.
Основные результаты диссертационной работы докладывались на семинарах лаборатории исследования и разработки средств виброэащитн человека-оператора ИМАШ РАН С Москва, 1995-1997 ), на iv конференции "Нелинейные колебания механических систем" С Нижний Новгород, 1996 ), аа vii Международном научно - техническом совещании по динамике и прочности автомобиля С Москва, 1997 ), на і Международной научно -методической и научно - исследовательской конференции "Плавность хода экологически чистых автомобилей в различных дорожных условиях и
летательных аппаратов при призешенни и ториоаении", на научном семішаре ИНАШ РАН ( Москва, 199? ), на хххи научной конференции профессорско -' преподавательского состава МГОУ С Москва, 1997 3.
По теме диссертация опубликовано 9 работ.
Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, содержит 137 страниц текста С включая 33 рисунка и 5 таблиц на 29 страницах, список литературы из 170 наименований на 16 страницах, приложение на 4 страницах 3.
