Эффективность виброзащитной системы с двухмассовым маятниковым гасителем
Рассматриваются вынужденные колебания виброзащитной механической системы твердых тел (маятниковый гаситель в виде гантели - несущее тело) под действием внешнего гармонического возбуждения. Сформулированы динамические уравнения совместного движения элементов виброзащитной системы и исследованы виб...
Saved in:
| Date: | 2007 |
|---|---|
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України
2007
|
| Series: | Проблемы прочности |
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/48096 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Эффективность виброзащитной системы с двухмассовым маятниковым гасителем / В.П. Легеза // Проблемы прочности. — 2007. — № 5. — С. 121-131. — Бібліогр.: 25 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-48096 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-480962025-02-09T23:45:57Z Эффективность виброзащитной системы с двухмассовым маятниковым гасителем The efficacy of vibroprotective system with a two-mass pendular shock absorber Легеза, В.П. Научно-технический раздел Рассматриваются вынужденные колебания виброзащитной механической системы твердых тел (маятниковый гаситель в виде гантели - несущее тело) под действием внешнего гармонического возбуждения. Сформулированы динамические уравнения совместного движения элементов виброзащитной системы и исследованы виброзащитные эффекты, которые достигаются при использовании гасителя. Розглядаються вимушені коливання віброзахисної механічної системи твердих тіл (маятниковий гасник типу гантелі - несуче тіло) під дією зовнішнього гармонічного збудження. Сформульовано динамічні рівняння сумісного руху елементів віброзахисної системи та досліджено віброзахисні ефекти, що досягаються при використанні гасника. We study forced vibrations of a vibroprotective mechanical system of solid bodies containing a pendular dumbbell-shaped shock absorber and a lifting body under external harmonic excitation conditions. We have formulated the dynamical equations of joint motion of the vibroprotective system elements and studied the vibroprotective effects provided by the shock absorber application. 2007 Article Эффективность виброзащитной системы с двухмассовым маятниковым гасителем / В.П. Легеза // Проблемы прочности. — 2007. — № 5. — С. 121-131. — Бібліогр.: 25 назв. — рос. 0556-171X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/48096 534.1+539.3 ru Проблемы прочности application/pdf Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Научно-технический раздел Научно-технический раздел |
| spellingShingle |
Научно-технический раздел Научно-технический раздел Легеза, В.П. Эффективность виброзащитной системы с двухмассовым маятниковым гасителем Проблемы прочности |
| description |
Рассматриваются вынужденные колебания виброзащитной механической системы твердых
тел (маятниковый гаситель в виде гантели - несущее тело) под действием внешнего
гармонического возбуждения. Сформулированы динамические уравнения совместного движения
элементов виброзащитной системы и исследованы виброзащитные эффекты, которые
достигаются при использовании гасителя. |
| format |
Article |
| author |
Легеза, В.П. |
| author_facet |
Легеза, В.П. |
| author_sort |
Легеза, В.П. |
| title |
Эффективность виброзащитной системы с двухмассовым маятниковым гасителем |
| title_short |
Эффективность виброзащитной системы с двухмассовым маятниковым гасителем |
| title_full |
Эффективность виброзащитной системы с двухмассовым маятниковым гасителем |
| title_fullStr |
Эффективность виброзащитной системы с двухмассовым маятниковым гасителем |
| title_full_unstemmed |
Эффективность виброзащитной системы с двухмассовым маятниковым гасителем |
| title_sort |
эффективность виброзащитной системы с двухмассовым маятниковым гасителем |
| publisher |
Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України |
| publishDate |
2007 |
| topic_facet |
Научно-технический раздел |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/48096 |
| citation_txt |
Эффективность виброзащитной системы с двухмассовым
маятниковым гасителем / В.П. Легеза // Проблемы прочности. — 2007. — № 5. — С. 121-131. — Бібліогр.: 25 назв. — рос. |
| series |
Проблемы прочности |
| work_keys_str_mv |
AT legezavp éffektivnostʹvibrozaŝitnoisistemysdvuhmassovymmaâtnikovymgasitelem AT legezavp theefficacyofvibroprotectivesystemwithatwomasspendularshockabsorber |
| first_indexed |
2025-12-01T21:07:37Z |
| last_indexed |
2025-12-01T21:07:37Z |
| _version_ |
1850341599541723136 |
| fulltext |
УДК 534.1+539.3
Эффективность виброзащитной системы с двухмассовым
маятниковым гасителем
В. П. Легеза
Национальный университет пищевых технологий, Киев, Украина
Рассматриваются вынужденные колебания виброзащитной механической системы твердых
тел (маятниковый гаситель в виде гантели - несущее тело) под действием внешнего
гармонического возбуждения. Сформулированы динамические уравнения совместного дви
жения элементов виброзащитной системы и исследованы виброзащитные эффекты, кото
рые достигаются при использовании гасителя.
Ключевые слова: виброзащитная система, вынужденные колебания, маятни
ковый гаситель в виде гантели, несущее тело, частота собственных коле
баний, вязкий демпфер.
Введение. Проблема снижения, регулирования и стабилизации уровня
вынужденных колебаний гибких высотных объектов и конструкций является
достаточно актуальной. Это объясняется значительным увеличением их
высоты при одновременной минимизации несущей способности, что связа
но с экономией материалов. Особенно это относится к сооружениям башен
ного типа, несущим стволам ветроэнергетических установок и т.п. [1-4].
Вынужденные колебания гибких высотных объектов и конструкций
могут возникать при динамических воздействиях разной природы (ветро
вые, транспортные, сейсмические, промышленные, взрывные и т.п.) [1-3],
которые способны нарушать нормальные условия функционирования отдель
ных элементов объектов и самих объектов как механических систем. Возни
кающие при этом динамические нагрузки могут приводить к уменьшению
их прочности.
Для снижения уровня вибродинамических нагрузок, действующих на
элементы механических систем, в настоящее время применяются различные
динамические гасители вынужденных колебаний (ДГК), среди которых наи
более распространены маятниковые (на подвесе), пружинные, ударные [1
10], сейсмоамортизаторы [11], а также катково-демпфирующие системы
[12-15]. Некоторые вопросы, связанные с определением оптимальных пара
метров, регулирующих эффективное функционирование традиционных гаси
телей на несущих телах, рассмотрены в работах [16-19]. Новым подходам
относительно снижения вибронапряженности рабочих элементов современ
ных газотурбинных двигателей при высокочастотных колебаниях посвяще
ны работы [20- 22].
Использование вышеперечисленных типов гасителей теоретически обос
новано и регламентировано в определенных диапазонах собственных частот
несущих объектов. Например, упругие и ударные гасители используют в
высокочастотном диапазоне с малыми амплитудами, маятниковые - в средне
частотном, катково-демпфирующие - в низкочастотном с большими ампли
тудами несущих тел. Вместе с тем существуют несущие объекты (теле
© В. П. ЛЕГЕЗА, 2007
ТХОТ 0556-171Х. Проблемы прочности, 2007, № 5 121
В. П. Легеза
башни, радиовышки, вытяжные трубы, несущие стволы ветроэнергетичес
ких установок и т.п.), у которых спектр главных трех-четырех собственных
частот очень широк: от очень низких частот (0,5...2 рад/с), средних частот
(2...8 рад/с) до высоких (8...12 рад/с) [6- 10, 16].
В этих условиях проблему виброзащиты элементов механических сис
тем и высотных объектов следует решать на основе разработки и внедрения
гасителей таких конструкций, эксплуатационные рабочие частоты которых
имели бы как можно более широкий частотный диапазон (0,5...12 рад/с).
Кроме того, важными особенностями гасителей являются: компактность,
надежность и простота в настройке. Этим требованиям в определенной мере
отвечает конструкция нового двухмассового маятникового гасителя в виде
гантели (рис. 1).
М
Рис. 1. Общий вид виброзащитной системы с двухмассовым маятниковым гасителем.
Постановка задачи. Рассмотрим динамическое поведение виброзащит
ной системы с двухмассовым маятниковым гасителем вынужденных колеба
ний при внешнем гармоническом воздействии Б (г) = зш(Ш) - рис. 1.
Конструкция гасителя имеет вид гантели с неравными сосредоточенными
массами на концах, причем большая масса М находится на нижнем конце
гантели, меньшая масса т - н а верхнем конце (М > т). Такой своеобразный
двухмассовый маятник АВ закреплен шарнирно на несущем теле массой М о
в точке О. Длина плеча АО нижней части маятника равна Ь, длина плеча
ВО верхней части - I. Полагаем, что плечи АО и ВО абсолютно жесткие и
невесомые. Настройка маятника выполняется достаточно просто путем изме
нения масс М и т и длин Ь и I. Трение в шарнире О не учитывается.
Поглощение энергии гасителем осуществляется за счет сил вязкого сопро
тивления в демпфере с коэффициентом вязкого сопротивления С <р.
Движение несущего тела рассматривается вдоль оси ОХ, этому движе
нию препятствует упругий элемент с коэффициентом жесткости к и вязкий
демпфер с коэффициентом вязкого сопротивления С х (рис. 1). Последний
введен для учета демпфирования, обусловленного силами внутреннего тре
ния в материалах конструкции или вертикального ствола высотного объекта.
Здесь виброзащищаемая конструкция или высотный объект моделируются в
виде несущего тела с приведенной массой М о.
122 0556-171Х. Проблемы прочности, 2007, № 5
Эффективность виброзащитной системы
Цель работы заключалась в построении математической модели динами
ческого поведения рассматриваемой механической системы, оптимизации га
баритных размеров двухмассового гасителя и анализе динамических эффек
тов, возникающих в виброзащитной системе.
Построение динамических уравнений движения виброзащитной
системы. Определение собственной частоты колебаний двухмассового
гасителя в виде гантели. В качестве независимых обобщенных координат
выберем следующие: р - угол отклонения двухмассового гасителя от верти
кальной оси 0 2 ; х о - перемещение центра масс несущего тела вдоль оси
ОХ (рис. 1).
Сформулируем геометрические соотношения для центров масс М и т.
Для центра масс М имеем
Для построения дифференциальных уравнений движения виброзащит
ной системы используем формализм Лагранжа [23, 24]. Выражение для
кинетической энергии системы запишем в виде
Составим выражение для суммы элементарных работ на соответст
вующих виртуальных перемещениях всех масс механической системы в
независимых обобщенных координатах:
дЛ = [F (t) — (kxо + C xx 0)]dx0 — M Lg sin <pd<p + m glsin<рд<р — p C p d p . (7)
x M = x о — L sin p; (1)
Zm = —L cos p , (2)
для центра масс m -
x m = x о + l sin p; (3)
z m = l COs p- (4)
(5)
После некоторых преобразований получим
(6)
ISSN 0556-171X. Проблемыг прочности, 2007, № 5 123
В. П. Легеза
Запишем уравнения Лагранжа II рода в общей форме:
(8)
Найдем обобщенные силы Q i - правые части уравнений Лагранжа. Для
этого перепишем выражение (7) в общем виде
Подставим выражения (6), (10), (11) в формулу (8), в результате чего
получим дифференциальные уравнения движения виброзащитной системы:
( М І + ті 0)р + С уф — (МЬ — т1)х о соэ р + g (МЬ — тІ)зіп р = 0. (13)
После некоторых преобразований имеем такую систему уравнений:
При этом полагаем, что Д > 0.
Если не учитывать демпфирование в двухмассовом маятниковом гаси
теле (Ср = 0) и рассматривать несущее тело неподвижным (хо(і) = 0), систе
ма уравнений (14), (15) превращается в одно дифференциальное уравнение
движения маятника с неподвижной точкой подвеса О:
ЗА = Qx 6 х 0 + Q рдр.
Из выражений (7) и (9) получим обобщенные силы Q i :
(9)
Qx = р ( і) — (кх 0 + С хх 0); (10)
Q р = ( ті — MЬ)g зіп р — С рф . (11)
(М 0 + М + т)х 0 + С хх 0 + кх 0 +
+(МЬ — ті)(ф э т р — ф соэ р ) = Р 0 э т (т і); (12)
0 0 ---(\ + у + /л 0)х0 + 2пхх 0 + т0х 0 + р (р э т р — р соэ р ) = Р0 э т (ті); (14)
х 0 соэ р = др + 0 прр + g э т р , (15)
где
Д = МЬ — ті; д = д ;
124
g
р + д ЭШ р = 0. (16)
0556-171Х. Проблемы прочности, 2007, N 5
Эффективность виброзащитной системы ...
Для этого случая частоту малых собственных колебаний двухмассового
маятникового гасителя в виде гантели находим по формуле
МЬ — ті
о с = л ---- 2------- 2 § , (17)
с \М Ь 2 + т і2
из которой следует, что о с равна частоте малых собственных колебаний
математического маятника с длиной эквивалентного подвеса
м Ь + т і2 Ь2 + и і 2
Ьэ = ---------------- = --------, (18)
МЬ — ті Ь — ц і
где ц = т/ М .
Очевидно, что при т = 0 формула (17) превращается в известную фор
мулу для определения частоты малых собственных колебаний математичес
кого маятника с длиной подвеса Ь = Ьэ (о с = д /^ Ь ~ ) , что и требовалось
доказать. Из (17) также следует, что колебания двухмассового маятникового
гасителя могут осуществляться только при условии М Ь — ті > 0 и что
регулирование их частоты возможно в результате изменения трех основных
параметров гасителя (например, в отличие от катковых гасителей): і , Ь, ц.
Это увеличивает возможности настройки гасителей такой конструкции на
необходимую собственную частоту несущего тела и существенно расширяет
диапазон рабочих частот (0,5...12 рад/с) при сохранении их компактности.
Э ф ф ективность виброзащ итной систем ы с двухм ассовы м м аятни
ковы м гасителем . Экстремальная задача по минимизации габаритов гаси
теля. Допустим, необходимо подавить колебания несущ его тела с собствен
ной частотой о с. В этом случае используем эквивалентный одномассовый
маятниковый гаситель с длиной подвеса Ьэ = ^ о 2 . Покажем, что такую же
частоту можно получить, применяя двухмассовый маятниковый гаситель, но
с меншими габаритами. Используем полученную выше формулу (18) для
эквивалентного одномассового маятникового гасителя с длиной подвеса Ьэ ,
имеющего параметры двухмассового. Поставим следующ ую экстремальную
задачу: среди двухмассовых маятниковых гасителей найти такой, параметры
Ь и і которого в сумме дают величину, меньшую Ьэ .
Для этого зафиксируем величины Ьэ и ц , выразим і через Ь из (18) и
составим целевую функцию в виде суммы Ь + і. С учетом того что параметр
і выразили через Ь, указанная целевая функция будет функцией только
одной переменной - параметра Ь:
1/ 2 4ЬЬэ 4Ь2
-Ьэ + , Ь2э + -----^ —-----
у и и (19)
Найдем производную выражения (19) по Ь и приравняем ее нулю.
Опуская промежуточные выкладки, записываем окончательные результаты
решения экстремальной задачи. Для параметра Ь имеем
ISSN 0556-171Х. Проблемыг прочности, 2007, № 5 125
В. П. Легеза
Е — 2 Еэ(1 Vй ), (20)
для параметра I с использованием формулы (20) -
1
I — Ьэ(1 ~ у[ц ). (21)
Теперь определим сумму выражений (20) и (21) и сравним ее с вели
чиной Ьэ:
2
1- Й
(22)
Для того чтобы величина £ + I была меньше Ьэ, необходимо выпол
нение неравенства
Л + 2 у [ ц - 1> 0. (23)
С учетом того что из (22) следует неравенство 0 < л < 1, а из (23) -
Л > 3 — 2л/2, неравенство для выбора параметра л в окончательном виде
запишем так:
3 — 2л/2 < л < 1. (24)
Таким образом, если параметры Ь и I выбирать в соответствии с
формулами (20) и (21), а параметр л - из диапазона, который задан
формулой (24), можно обеспечить такой габаритный размер Ь + I двух
массового маятникового гасителя, который всегда меньше величины Ьэ.
Проиллюстрируем это на числовом примере. Предположим, что необхо
димо подавить колебания несущего тела с частотой тс = 1,81 рад/с, т.е.
традиционный одномассовый маятниковый гаситель должен иметь длину
подвеса Ьэ = 3 м. При этом высота помещения для его установки ограничена
и составляет 2 м. Такая ситуация возникает, например, на радиовышках,
телебашнях, дымовых и вытяжных трубах, где в верхних частях их несущих
стволов практически нет места для размещения гасителей с большими
габаритными размерами.
Параметр л двухмассового маятникового гасителя выберем равным
0,64. Тогда его максимальный габаритный размер Ь + I будет
1 — 0,64
Ь + I = 1,5 = 0,675 м.
0,8
Из этого слудует, что одномассовый маятниковый гаситель невозможно
установить в таком помещении, а двухмассовый можно и с большим запа
сом. Кроме того, оптимальный выбор параметров двухмассового маятни
кового гасителя позволит более чем в четыре раза уменьшить его габарит
ные размеры по сравнению с одномассовым. Таким образом, преимущество
126 0556-171Х. Проблемы прочности, 2007, N 5
Эффективность виброзащитной системы
предлагаемого двухмассового маятникового гасителя перед одномассовым
состоит в его компактности, которую всегда можно обеспечить. Особенно
это проявляется на малых частотах (0,5...2,0 рад/с), т.е. при больших Ьэ. С
уменьшением вертикального размера двухмассового маятникового гасителя
также уменьшается его горизонтальный размер (отклонения масс т и М в
поперечном направлении).
Ниже приведен график функциональной зависимости, которая устанав
ливается по формуле (22).
Эффективность функционирования двухмассового маятникового
гасителя в расширенном рабочем диапазоне частот. Из формулы (17)
видно, что диапазон частот, который охватывает двухмассовый маятниковый
гаситель при заданных параметрах Ь и і, существенно зависит от параметра
/л:
т( л ) =
g (Ь - ц і )
Ь2 + ц 1 2 ' (25)
Выберем самый простой случай равных значений параметров Ь = I и
рассмотрим формулу (25) при крайних значениях параметра л из неравен
ства 0 < Л — 1. Очевидно, что верхняя частотная граница, равная частоте
колебаний математического маятника л[^[Ь, будет получена при /л = 0, ниж
няя - при л = 1- Для выбранного варианта Ь = I нижняя частотная граница
равна нулю. Таким образом, двухмассовый маятниковый гаситель может
эффективно функционировать в частотном диапазоне, заданном неравенст
вом 0< о < д ^ /Ь , при одних и тех же параметрах Ь и I, в то время как
одномассовый маятниковый гаситель при одном и том же параметре Ь
только на одной частоте, и регулированию не поддается.
Численный анализ. Уровень виброподавления вынужденных колеба
ний несущего тела в случае применения двухмассового маятникового гаси
теля можно проанализировать при использовании, например, сертифициро
ванного пакета прикладных программ МАТНСАБ [25]. При проведении
численных исследований необходимо было установить сравнительные уров
ни виброподавления вынужденных колебаний несущего тела в области
резонансной частоты при функционировании в составе системы двух типов
маятниковых гасителей: одномассового и двухмассового.
При численных исследованиях динамики системы с одномассовым маят
никовым гасителем параметры выбраны оптимальными (в соответствии с
известными методиками, например, [23]): Ь = 2,42 м; I = 0; у = 0,042; л 0 = 0;
пу = 0,5 м/с; о = 2 рад/с; о 0 = 2 рад/с; пх = 0,03 с-1 ; 7 0 = 0,03£, для систе
мы с двухмассовым маятниковым гасителем они таковы: Ь = 2,0 м; I = 0,1 м;
V = 0,032; л = Л о /у = 0,313; л о = 0,01; пу = 0,5 м/с; <о = 2 рад/с; о 0 = 2 рад/с;
пх = 0,03 с-1 ; 7 0 = 0,03^.
На рис. 2 показано изменение во времени максимальной амплитуды
вынужденных колебаний несущего тела при использовании одномассового и
двухмассового маятниковых гасителей. Видно, что уровень виброподавления
вынужденных колебаний несущего тела в области резонансных частот при
ISSN 0556-171Х. Проблемыг прочности, 2007, № 5 127
В. П. Легеза
использовании двухмассового маятникового гасителя достаточно высок.
Максимальная амплитуда Атах вынужденных колебаний несущего тела при
использовании одномассового и двухмассового гасителей составляет соот
ветственно 0,614 и 0,521 м. Суммарная рабочая масса двухмассового гаси
теля выбрана равной рабочей массе одномассового, а его вертикальный раз
мер на 0,32 м меньше длины подвеса последнего. Без функционирования
двухмассового гасителя максимальная амплитуда вынужденных колебаний
несущего тела приблизительно в шесть раз больше, чем с ним.
І (г); Я(г)
0,62
0,52
0,41
0,31
0,21
0,1
0 о 20 т т г, с
Рис. 2. Изменение максимальной амплитуды вынужденных колебаний несущего тела во
времени г при использовании одномассового (сплошная линия) и двухмассового (штриховая
линия) маятниковых гасителей.
На рис. 3 приведена зависимость максимального вертикального размера
двухмассового маятникового гасителя от параметра “ , построенная при
Ьэ = 3 м. Как видно, от параметра “ существенно зависят габаритные
размеры гасителя.
ё С“ )
Рис. 3. Зависимость максимального вертикального размера Ь + I двухмассового маятнико
вого гасителя ё (“ ) от безразмерного параметра
На рис. 4 показана зависимость частоты т ; малых собственных колеба
ний двухмассового маятникового гасителя от “ для трех вариантов парамет
ров Ь = I. Анализ зависимости свидетельствует о том, что от параметра “
также значительно зависит ширина рабочего диапазона частот данного
128 0556-171Х. Проблемы прочности, 2007, № 5
Эффективность виброзащитной системы
Ш; СМ)
гасителя от м для трех вариантов параметров Ь — і: 1 - ш1 (ц \ Ь — і — 0,1 м; 2 -
Ь — і — 0,5 м; 3 - ш3 (м), Ь — і — 1м.
гасителя. Для первого варианта она составляет: 0 < ш < 9,9 рад/с; для вто
рого - 0 < ш < 4,43 рад/с; для третьего - 0 < ш < 3,13 рад/с. В то же время
одномассовый гаситель адекватно работает только на одной рабочей частоте
для каждого из трех вариантов соответственно: ш — 9,9 рад/с при Ь — 0,1 м;
ш — 4,43 рад/с при Ь — 0,5 м; ш — 3,13 рад/с при Ь — 1м.
В ы в о д ы
1. Проведенный на основе разработанной математической модели чис
ленный анализ динамического поведения виброзащитной системы с гаси
телем вынужденных колебаний в виде гантели показал, что предложенная
система виброподавления вынужденных колебаний позволяет значительно
снизить уровень амплитуд колебаний несущих тел и тем самым исключить
возможность появления резонансных явлений в механической системе. Этого
можно достичь за счет оптимальной настройки параметров гасителя на
соответствующие частоты собственных колебаний несущего тела.
2. Установлено, что частота малых собственных колебаний гасителя в
виде гантели равна частоте малых собственных колебаний математического
м Ь + т і2
маятника с длиной эквивалентного подвеса Ьч —--------------- . Нормально
-3 МЬ - ті
работать гаситель при горизонтальных колебаниях несущего тела может
только при условии МЬ — ті > 0.
3. На основе решения экстремальной задачи по минимизации габарит
ных размеров гасителя получены формулы для оптимальных параметров і и
Ь, в которых основным фактором является параметр м — т /М . От этого же
параметра зависит ширина рабочего диапазона частот, в котором эффек
тивно функционирует двухмассовый маятниковый гаситель при фиксиро
ванных параметрах і и Ь.
4. Численный анализ уровня виброподавления вынужденных колебаний
несущего тела показал большую эффективность двухмассового маятнико
вого гасителя по сравнению с одномассовым.
ISSN 0556-171Х. Проблемыг прочности, 2007, № 5 129
В. П. Легеза
5. Регулирование собственной частоты гасителя в виде гантели следует
осуществлять путем оптимального выбора и настройки трех основных его
параметров: I, Ь, }л. Еще одним регулирующим параметром гасителя по
амплитуде является коэффициент вязкого сопротивления С у в его демп
фере. Рабочий диапазон собственных частот (0,5...12 град/с) таких гасителей
более широкий, чем одномассовых маятниковых на подвесе и катковых.
Результаты исследования могут использоваться разработчиками и проек
тировщиками виброгасителей вынужденных колебаний несущих тел при их
конструктивных решениях и в процессе определения оптимальных харак
теристик.
Р е з ю м е
Розглядаються вимушені коливання віброзахисної механічної системи твер
дих тіл (маятниковий гасник типу гантелі - несуче тіло) під дією зовніш
нього гармонічного збудження. Сформульовано динамічні рівняння суміс
ного руху елементів віброзахисної системи та досліджено віброзахисні
ефекти, що досягаються при використанні гасника.
1. Динамический расчет сооружений на специальные воздействия. Спра
вочник проектировщика / Под ред. Б. Г. Коренева, И. М. Рабиновича. -
М.: Стройиздат, 1981. - 216 с.
2. Сысоев В. И. Устройства для гашения колебаний. Справочник проекти
ровщика “Динамический расчет зданий и сооружений” / Под ред. Б. Г. Ко
ренева, И. М. Рабиновича. - М.: Стройиздат, 1984. - С. 264 - 271.
3. Беспрозванная И. М., Соколов А. Г., Фомин Г. М. Воздействие ветра на
высокие сплошные сооружения. - М.: Стройиздат, 1976. - 234 с.
4. Фролов К. В., Фурман А. Ф. Прикладная теория виброзащитных систем.
- М.: Машиностроение, 1980. - 320 с.
5. Вибрации в технике. Справочник Т. 6. Защита от вибрации и ударов. -
М.: Машиностроение, 1981. - 456 с.
6. Коренев Б. Г. Динамические гасители колебаний: Тез. докл. на междунар.
симп. “Виброзащита в строительстве”. - Л., 1984. - Т. 2. - С. 7 - 17.
7. Кондра М. П., Остроумов Б. В. Опыт применения динамических гаси
телей для виброзащиты башен: Тез. докл. на междунар. симп. “Вибро
защита в строительстве”. - Л., 1984. - Т. 2. - С. 33 - 34.
8. Остроумов Б. В. Динамический гаситель колебаний в виде переверну
того маятника с демпфированием // Изв. вузов. - 2002. - № 9. - С. 36 -
38.
9. Остроумов Б. В. Расчет сооружений с динамическим гасителем колеба
ний // Промышленное и гражданское стр-во. - 2003. - № 5. - С. 18 - 22.
10. Остроумов Б. В. Исследование, разработка и внедрение высотных
сооружений с гасителями колебаний: Автореф. дис. ... д-ра техн. наук. -
М., 2003. - 48 с.
130 ISSN 0556-171Х. Проблемы прочности, 2007, № 5
Эффективность виброзащитной системыг
11. Плахтиенко Н. П. Нелинейные поступательные колебания твердого
тела с гравитационно-фрикционным сейсмоамортизатором // Прикл.
механика. - 0003. - 39, № 9. - С. 101 - 107.
10. Легеза В. П. Динамика виброзащитных систем с роликовым гасителем
низкочастотных колебаний // Пробл. прочности. - 0004. - № 0. - С. 106
- 118.
13. Легеза В. П. Динамика виброзащитных систем с шаровым гасителем
низкочастотных колебаний // Там же. - № 3. - С. 83 - 94.
14. Легеза В. П. Моделі і метод віброзахисту динамічних систем на основі
котково-демпфірувальних пристроїв: Автореф. дис. ... д-ра техн. наук. -
Київ, 0004. - 38 с.
15. Легеза В. П. Применение теории роликовых амортизаторов для вибро
защиты транспортных конструкций // Пробл. прочности. - 0006. - № 0.
- С. 147 - 155.
16. Коренев Б. Г. Об экспериментальном определении параметров маятни
кового динамического гасителя колебаний // Строительная механика и
расчет сооружений. - 1970. - № 0. - С. 00 - 08.
17. Резников Л. М., Фишман Г. М. Оптимальные параметры и эффектив
ность динамического гасителя при действии периодических импульсов
// Машиноведение. - 1973. - № 1. - С. 09 - 35.
18. Резников Л. М. Оптимизация параметров динамических гасителей коле
баний с различными видами сопротивления // Пробл. прочности. -
1970. - № 9. - С. 43 - 50.
19. Резников Л. М. Оптимальные параметры динамического гасителя с
частотно-независимым трением при автоколебаниях сооружений // Дина
мика механических систем. - Киев: Наук. думка, 1983. - С. 80 - 85.
00. Зиньковский А. П., Матвеев В. В. Оценка и предотвращение опасной
вибронапряженности лопаточного аппарата рабочих колес ГДТ // Вибра
ции в технике и технологиях. - 0001. - № 4 (00). - С. 16 - 18.
01. Токарь И. Г., Зиньковский А. П., Матвеев В. В. К вопросу о возмож
ностях повышения демпфирующей способности рабочих лопаток совре
менных газотурбинных двигателей // Пробл. прочности. - 0003. - № 4.
- С. 58 - 68.
00. Токарь И. Г., Зиньковский А. П. Исследование влияния повреждений
однотипных элементов на колебания регулярных систем // Там же. -
0006. - № 0. - С. 39 - 47.
03. Тимошенко С. П., Янг Д. X., Уивер У. Колебания в инженерном деле. -
М.: Машиностроение, 1985. - 470 с.
04. Пановко Я. Г. Основы прикладной теории колебаний и удара. - Л.:
Машиностроение, 1976. - 300 с.
05. Дьяконов В. В. МАТНСАБ-0001. Специальный справочник. - СПб.:
ПИТЕР, 0000. - 830 с.
Поступила 07. 09. 0005
ТХОТ 0556-171Х. Проблемы прочности, 2007, N 5 131
|