Диссертация (792633)
Текст из файла
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕУЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «НАЦИОНАЛЬНЫЙИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙСТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»На правах рукописиЗЕБИЛИЛА МОХАММЕД ДИИН-ХАЛИСРАСЧЕТ И ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМВИБРОИЗОЛЯЦИИ С ЛИНЕЙНЫМИ И НЕЛИНЕЙНЫМИХАРАКТЕРИСТИКАМИСпециальность 05.23.17 «Строительная механика»Диссертация на соискание ученой степеникандидата технических наукНаучный руководитель:доктор технических наук, профессорЧернов Юрий ТихоновичМосква 20182СОДЕРЖАНИЕВВЕДЕНИЕ ........................................................................................................................... 4ГЛАВА 1.
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ПО ТЕМЕ ................................................................. 101.1. Расчет систем виброизоляции в переходных режимах. Методы расчетанелинейных систем ........................................................................................................ 101.2 Метод "нормальных форм". Алгоритм расчета нелинейных систем ................. 131.3 Передаточные (ПФ) и импульсные переходные функции (ИПФ) ......................
161.4 Виброзащитные системы......................................................................................... 211.4.1 Системы переменной жесткости ......................................................................... 211.4.2 Демпферы вязкого трения .................................................................................... 26ГЛАВА 2. РАСЧЕТ И АНАЛИЗ ЛИНЕЙНЫХ СИСТЕМ ВИБРОЗАЩИТЫ ВЭКСПЛУАТАЦИОННОМ И ПЕРЕХОДНЫХ РЕЖИМАХ .......................................... 302.1 Вертикальные колебания виброзащитных систем ............................................... 302.1.1 Периодические (гармонические) воздействия ...................................................
302.1.2 Импульсная нагрузка ............................................................................................ 342.2 Плоские колебания массивных виброизолированных тел при произвольномсмещении основания ...................................................................................................... 362.3 Горизонтальные колебания линейных систем с 3-мя степенями свободы прикинематическом возбуждении. ..................................................................................... 41ГЛАВА 3.
МЕТОДЫ И АЛГОРИТМЫ РАСЧЕТА НЕЛИНЕЙНЫХ СИСТЕМВИБРОЗАЩИТЫ В ЭКСПЛУАТАЦИОННОМ И ПЕРЕХОДНЫХ РЕЖИМАХ ...... 463.1 Система с дополнительной связью. Вертикальные колебания ........................... 463.1.1 Периодические (гармонической) нагрузки ........................................................ 473.1.2 Импульсная нагрузка ............................................................................................
503.2 Система с демпфером вязкого трения.................................................................... 523.2.1 Периодические (гармонической) нагрузки ........................................................ 523.2.2 Импульсная нагрузка ............................................................................................ 5733.3 Горизонтальные колебания нелинейных систем с 3-мя степенями свободы прикинематическом возбуждении ......................................................................................
58ГЛАВА 4. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА И АНАЛИЗ СИСТЕМ ВИБРОЗАЩИТЫ СДОПОЛНИТЕЛЬНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ ...................................................................... 614.1 Примеры расчета системы с дополнительным блоком и связью ........................ 614.1.1.Расчет грохота .......................................................................................................
614.1.2 Расчет фундаментов машин ударного действия ................................................ 714.2 Плоские колебания массивных виброизолированных тел при произвольномсмещении основания. Пример расчета ........................................................................ 754.3 Расчет систем виброизоляции с демпферами вязкого трения. Пример расчета . 78ГЛАВА 5. ПРИБЛИЖЕННЫЕ МЕТОДЫ РАСЧЕТА СИСТЕМ С НЕЛИНЕЙНЫМИЭЛЕМЕНТАМИ..................................................................................................................
825.1 Приближенные методы расчета нелинейных систем с КЧСС. ........................... 825.2 Метод расчета систем с нелинейными элементами, основанный наспециальном выборе порождающих систем ............................................................... 845.2.1 Расчетная схема 1 .................................................................................................. 865.2.2 Расчетная схема 2 ..................................................................................................
90ЗАКЛЮЧЕНИЕ .................................................................................................................. 94СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ ................................................................................................ 97СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ..................................................................................................
98ПРИЛОЖЕНИЯ 1 ............................................................................................................. 1084ВВЕДЕНИЕАктуальность темы.Вибрации элементов конструкций зданий и сооружений, возбуждаемыевиброактивным оборудованием, могут достигать значительных уровней и приводитьк серьезным последствиям: появлению и развитию трещин; дополнительнымосадкам; нарушению технологических процессов; дискомфорту и превышениюуровней,допускаемыхСанитарныминормами.Однимизнаиболеераспространенных методов снижения уровней колебаний является виброизоляция активная (снижает нагрузку на основание) и пассивная (снижает уровень колебанийвиброчувствительного оборудования).Наиболее эффективна виброизоляция машин с периодическими нагрузками(насосов, вентиляторов, компрессоров и т.п.).Приопределенныхсоотношенияхчастотсобственныхколебанийвиброизолированного оборудования с ударными нагрузками (штампов, молотов ит.п.) и опорных конструкций, нагрузка, передающаяся на опорные конструкции,такжеможетзначительноснижаться.Приоценкеэффективностисистемвиброизоляции машин с периодическими нагрузками обязательным является расчетв переходных режимах (пуска и остановки) 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 (далееКЧСС)."Основной метод расчета нелинейных систем, используемый в работе, основан5на применении передаточных (далее ПФ) и импульсных переходных (далее ИПФ)функций" [34]."Уравнения движения сводятся к системам нелинейных интегральныхуравнений, которые решаются шаговым методом по времени с итерациями накаждом шаге" [34].
Как и в линейных задачах, решения записываются сразуотносительно обобщенных координат.Общая теория расчета линейных систем методами, основанными на ПФ иИПФ и их связи, дана проф. Солодовниковым В.В. [28]. "Применительно к расчетусистем с КЧСС и, в частности, систем виброзащиты, метод развит проф. ЧерновымЮ.Т. [34]. 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"[18,40] .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 и нелинейныхсистем с одной и двумя степенями свободы (далее ОСС и ДСС);2.
разработка методов, алгоритмов и программ расчета ряда систем виброизоляциикак линейных и нелинейных систем с ОСС и ДСС в эксплуатационных и переходныхрежимах: линейной системы при произвольных воздействиях; массивного виброизолированного объекта при произвольном смещенииоснования;6 нелинейной системы с дополнительной опорной связью при гармонических иударных воздействиях; нелинейной системы с демпфером вязкого трения при гармонических иударных воздействиях; построение "амплитудно-частотных характеристик" (далее АЧХ) систем снелинейным гасителем;3. анализ эффективности виброзащитных систем на примерах расчета: грохота каксистемы с ОСС и ДСС при действии гармонической нагрузки; молота - при ударномвоздействии;4. разработка алгоритмов расчета линейных и нелинейных виброзащитных системкак систем с тремя степенями свободы.Методы исследования: при исследовании был выполнен анализ нормативной инаучно-технической литературы по теме: виды, конструктивные решения, расчет ианализ систем виброзащиты.
В качестве основного был выбран метод, основанныйна использовании ПФ и ИПФ линейных систем (нетрадиционный "методнормальных форм").При расчете использовались системы компьютернойматематики - Mathlab.Научная новизна:разработан метод расчета, выведены расчетные зависимости и составленыалгоритмы расчета виброзащитных систем с нелинейными характеристиками (cдополнительной опорной связью, демпфером вязкого трения) с использованием ПФи ИПФ как систем с ОСС и ДСС;разработан метод расчета горизонтально-вращательных колебаний массивныхтел при произвольных кинематических воздействиях (плоская задача);построены АЧХ системы с динамическим гасителем колебаний как систем с 3-мя степенями свободы методом, основанным на специальном выборе порождающихуравнений.7Достоверность работы - в работе использовались строгие математические методы.Проводилось сравнение с эталонными примерами.Практическая значимость работы - с помощью формул и алгоритмов расчета,разработанных в работе, можно оценить и получить оптимальные параметры системвиброзащиты на практике.Личный вклад автора состоит:1) в детализации методов расчета, выводе расчетных зависимостей и составленииалгоритмов расчета виброзащитных систем с нелинейными характеристикамис использованием ПФ и ИПФ как систем с ОСС и ДСС;2) в сравнении и анализе перемещений различных типов виброзащитных систем,в частности, при оценке влияния интервалов времени пуска и остановки и зонвключениядополнительныхэлементовнавеличиныперемещенийвпереходных режимах;3) в составлении алгоритмов и программ расчета систем с демпфером вязкоготрения;4) вразработкеметодарасчетагоризонтально-вращательныхколебаниймассивных тел при произвольных кинематических воздействиях (плоскаязадача);5) в построении АЧХ системы с динамическим гасителем колебаний как системыс 3-мя степенями свободы методом, основанным на специальном выборепорождающих уравнений;6) в разработке алгоритмов расчета линейных и нелинейных виброзащитныхсистем как систем с тремя степенями свободы.Апробацияработы:отдельныерезультатыработыдокладывалисьнаконференциях:1.
«ХIX Международной межвузовской научно-практической конференциистудентов, магистров, аспирантов и молодых ученых» (27-29 Апреля 2016 г.,8Москва);2. «ХХМеждународноймежвузовскойнаучно-практическойконференциистудентов, магистров, аспирантов и молодых ученых» (26-28 Апреля 2017 г.,Москва);3. «ХХI Международной межвузовской научно-практической конференциистудентов, магистров, аспирантов и молодых ученых» (25-27 Апреля 2018 г.,Москва).Публикации.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
