Автореферат (Расчет и оценка эффективности систем виброизоляции с линейными и нелинейными характеристиками)

На правах рукописиЗЕБИЛИЛА МОХАММЕД ДИИН-ХАЛИСРАСЧЕТ И ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМВИБРОИЗОЛЯЦИИ С ЛИНЕЙНЫМИ И НЕЛИНЕЙНЫМИХАРАКТЕРИСТИКАМИСпециальность 05.23.17  «Строительная механика»АВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученойстепени кандидата технических наукМосква  20182Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего образования «Национальный исследовательскийМосковский государственный строительный университет»Научный руководитель:доктор технических наук, профессорЧернов Юрий ТихоновичОфициальные оппоненты:Травуш Владимир ИльичАкадемик РААСН, доктор технических наук,профессор, ЗАО«Горпроект»,заместительгенерального директора, главный конструкторСизов Дмитрий Константиновичкандидат технических наук,ООО "Виброзащита", начальник отделавиброизмерений и проектирования виброзащитыВедущая организация:Центральный научно-исследовательскийинститут строительных конструкций(ЦНИИСК) имени В.А.

КучеренкоЗащита состоится «18» декабря 2018 года в 10.00 на заседаниидиссертационного совета Д218.005.05, созданного на базе федеральногогосударственного бюджетного образовательного учреждения высшегообразования«Российский университет транспорта (МИИТ)» по адресу:127994, г. Москва, ул. Образцова, д. 9, стр. 9, ауд. 7618.С диссертацией можно ознакомиться в Научно-технической библиотеке и насайте ФГБОУ ВО «Российский университет транспорта (МИИТ)».http://www.miit.ru.Автореферат разослан «16» ноября 2018 года.Ученый секретарьдиссертационного советаШавыкина Марина Витальевна3ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫАктуальность темы.

Вибрации элементов конструкций зданий и сооружений,возбуждаемые виброактивным оборудованием, могут достигать значительныхуровней и приводить к серьезным последствиям: появлению и развитиютрещин; дополнительным осадкам; нарушению технологических процессов;дискомфорту и превышению уровней, допускаемых Санитарными нормами.Одним из наиболее распространенных методов снижения уровней колебанийявляется виброизоляция:активная (снижает нагрузку на основание) ипассивная (снижает уровень колебаний виброчувствительного оборудования).Наиболее эффективна виброизоляция машин с периодическими нагрузками(насосов, вентиляторов, компрессоров и т.п.).Приопределенныхсоотношенияхчастотсобственныхколебанийвиброизолированного оборудования с ударными нагрузками (штампов, молотови т.п.) и опорных конструкций, нагрузка, передающаяся на опорныеконструкции, также может значительно снижаться.При оценке эффективности систем виброизоляции машин с периодическиминагрузками обязательным является расчет в переходных режимах (пуска иостановки) при прохождении через резонанс.Прибольшихперемещенияхвэтихзонахнарушаетсяконтактсвспомогательным оборудованием, трубопроводами и т.п.

Сами виброизоляторымогут разрушаться в результате малоцикловой усталости.Снизить уровни колебаний в этих режимах возможно, вводя дополнительныеэлементы - связи, диссипативные системы, дополнительные массы.Характеристики виброзащитных систем становятся нелинейными, а их расчетсводится к расчету нелинейных систем с конечным числом степеней свободы(далее КЧСС)."Основной метод расчета нелинейных систем, используемый в работе, основан4на применении передаточных (далее ПФ) и импульсных переходных (далееИПФ) функций".Уравнениядвижениясводятсяксистемамнелинейныхинтегральныхуравнений, которые решаются шаговым методом по времени с итерациями накаждом шаге. Как и в линейных задачах, решения записываются сразуотносительно обобщенных координат.Общая теория расчета линейных систем методами, основанными на ПФ и ИПФи их связи, дана проф.

Солодовниковым В.В. "Применительно к расчету системс КЧСС и, в частности, систем виброзащиты, метод развит проф. ЧерновымЮ.Т. При построении решений в отличие от традиционного метода"нормальных форм" отпадает необходимость в построении собственных форм,записи и решении уравнений в главных координатах и обратном переходе кобобщенным координатам".Целью диссертационной работы является: разработка методов расчета иисследованиесистемвиброизоляциислинейнымиинелинейнымихарактеристиками.Задачи диссертационной работы: в соответствии с поставленной целью былисформулированы и решены следующие задачи:1.

запись линейных и нелинейных уравнений движения, вывод необходимыхрасчетных зависимостей ряда систем виброизоляции как линейных инелинейных систем с одной и двумя степенями свободы (далее ОСС и ДСС);2. разработка методов, алгоритмов и программ расчета ряда системвиброизоляции как линейных и нелинейных систем с ОСС и ДСС вэксплуатационных и переходных режимах: линейной системы при произвольных воздействиях; массивного виброизолированного объекта при произвольном смещенииоснования;5 нелинейнойсистемысдополнительнойопорнойсвязьюпригармонических и ударных воздействиях; нелинейной системы с демпфером вязкого трения при гармонических иударных воздействиях;3. построение "амплитудно-частотных характеристик" (далее АЧХ) систем снелинейным гасителем;4. анализ эффективности виброзащитных систем на примерах расчета: грохотакак системы с ОСС и ДСС при действии гармонической нагрузки; молота - приударном воздействии;5. разработка алгоритмов расчета линейных и нелинейных виброзащитныхсистем как систем с тремя степенями свободы.Методы исследования: при исследовании был выполнен анализ нормативной инаучно-технической литературы по теме: виды, конструктивные решения,расчет и анализ систем виброзащиты.

В качестве основного был выбран метод,основанный на использовании ПФ и ИПФ линейных систем (нетрадиционныйметод"нормальныхформ").Прирасчетеиспользовалисьсистемыкомпьютерной математики - Matlab.Научная новизна:разработан методрасчета, выведены расчетные зависимости исоставлены алгоритмы расчета виброзащитных систем с нелинейнымихарактеристиками (дополнительной опорной связью, демпфером вязкоготрения) с использованием ПФ и ИПФ как систем с ОСС и ДСС;разработанметодрасчетагоризонтально-вращательныхколебаниймассивных тел при произвольных кинематических воздействиях (плоскаязадача);построены АЧХ системы с динамическим гасителем колебаний каксистемы с 3-мя степенями свободы методом, основанным на специальном6выборе порождающих уравнений.Достоверность работы - в работе использовались строгие математическиеметоды.

Проводилось сравнение с эталонными примерами.Практическая значимость работы - с помощью формул и алгоритмов расчета,разработанных в работе, можно оценить и получить оптимальные параметрысистем виброзащиты на практике.Личный вклад автора состоит:1) в детализации методов расчета, выводе расчетных зависимостей исоставлении алгоритмов расчета виброзащитных систем с нелинейнымихарактеристиками с использованием ПФ и ИПФ как систем с ОСС и ДСС;2) в сравнении и анализе перемещений различных типов виброзащитныхсистем, в частности, при оценке влияния длительности режимов пуска иостановки и зон включения дополнительных элементов на величиныперемещений в переходных режимах;3) в составлении алгоритмов и программ расчета систем с демпферомвязкого трения;4) в разработке метода расчета горизонтально-вращательных колебаниймассивных тел при произвольных кинематических воздействиях (плоскаязадача);5) в построении АЧХ системы с динамическим гасителем колебаний каксистемы с 3-мя степенями свободы методом, основанным на специальномвыборе порождающих уравнений;6) в разработке алгоритмов расчета линейных и нелинейных виброзащитныхсистем как систем с тремя степенями свободы.Отдельные результаты работы докладывались на ХIX Международноймежвузовскойнаучно-практическойконференциистудентов,магистров,аспирантов и молодых ученых (27-29 апреля 2016 г., Москва); ХХ7Международной межвузовской научно-практической конференции студентов,магистров, аспирантов и молодых ученых (26-28 апреля 2017 г., Москва); ХХIМеждународной межвузовской научно-практической конференции студентов,магистров, аспирантов и молодых ученых (25-27 апреля 2018 г., Москва).Публикации.

По теме диссертации обубликовано 8 работ, в том числе 4 внаучных журналах, входящих в список ВАК для публикакации результатов покандидатским диссертациям, и 2 статьи проиндексированы в международнойбазе Scopus.На защиту выносятся: разработанные методы, алгоритмы и программы расчета виброзащитныхсистем,втомчисле,снелинейнымихарактеристиками:сдополнительной связью, с демпфером вязкого трения; вычисление и анализ перемещений в пуско-остановочных режимах влинейных и нелинейных системах, в том числе, в зависимости отдлительности режимов пуска и остановки; оценка влияния размеров зазора (зоны включения дополнительныхэлементов) на амплитуды колебаний в пуско-остановочных режимах внелинейнных виброзащитных системах; результаты анализа эффективности некоторых систем виброзащиты сограничителем колебаний и демпфером вязкого трения; метод,алгоритм,программарасчетаплоскихколебанийвиброизолированного массивного тела при произвольном смещенииоснования; результаты расчета нелинейной системы с 3-мя степенями свободы,включая построение АЧХ, методом, основанным на специальном выборепорождающих уравнений.8Стуктура и объем работы.