Upload
lowri
View
72
Download
4
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Уфимский государственный нефтяной технический университет, каф. «Механика и конструирование машин». ВИБРОУДАРОЗАЩИТНЫЕ СИСТЕМЫ С КВАЗИНУЛЕВОЙ ЖЕСТКОСТЬЮ. НОВЫЙ ПОДХОД К ПРОБЛЕМЕ СЕЙСМОЗАЩИТЫ. Зотов Алексей Николаевич. СУЩЕСТВУЮЩИЕ СИСТЕМЫ С КВАЗИНУЛЕВОЙ ЖЕСТКОСТЬЮ. Система профессора - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Уфимский государственный нефтяной технический университет, каф. «Механика и конструирование машин»
Зотов Алексей Николаевич
ВИБРОУДАРОЗАЩИТНЫЕ СИСТЕМЫ С КВАЗИНУЛЕВОЙ ЖЕСТКОСТЬЮ.
НОВЫЙ ПОДХОД К ПРОБЛЕМЕ СЕЙСМОЗАЩИТЫ.
СУЩЕСТВУЮЩИЕ СИСТЕМЫ С КВАЗИНУЛЕВОЙ ЖЕСТКОСТЬЮ
Система профессора Алабужева П.М. (1967 г.)
Магнитные пружины
1
Пневматические системы НАН НКА (Украина)
Отрицательнаяжесткость
Положительнаяжесткость
2
A.Карелла (INSTITUTE OF SOUND
AND VIBRATION RESEARCH)
Тросовые виброизоляторы
Силовые характеристики
Автомобиль, имеющий подвеску с квазинулевой жесткостью
3
Бронеавтомобиль (Харьков, Украина)
Пневмогидравлические подвески автомобиля
4
V=45 км/ч V=120 км/ч
По булыжно-асфальтовой дороге
Спектральные плотности вертикальных виброускорений кузова автомобиля
gzS
Асфальтно-бетонная дорога
СУЩЕСТВУЮЩИЕ УДАРОЗАЩИТНЫЕ СИСТЕМЫ
Силовые характеристики
5
Гравитационный подшипник
(„Earthquake Protection Systems” - California)
ПНЕВМОАМОРТИЗАТОР АВЕРЬЯНОВА Г.С.
Поглощающий аппарат
при сцепке вагонов
Тросовые виброизоляторы
6
СИЛОВАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АМОРТИЗАТОРА ШАССИ
В масштабе энергия, рассеиваемая амортизатором шасси на прямом и обратном ходе выражается в некотором масштабе площадью ABCD
7
Примеры разработок иностранных фирм
8
9
Сейсмозащита трубопроводов
Грузоподъемность 1500 т
Предложение Рутмана Ю.Л.
10
В справочнике «Вибрации в технике: Справочник. В 6-ти т. / Ред. совет: В.Н. Челомей. - М.; Машиностроение, 1979. – Т. 2. Колебания нелинейных механических систем / Под ред. И.И. Блехмана. 1979. 351 с.» есть такая таблица:
11
Сила с которой система сопротивляется смещению пружины х
хП
)(
20 ))(2(
2xfL
cП
12)1())(2()(2))(
()( 0Lxfxfcх
хПxF
)1())(2()(2)( 0LxfxfcxF
)2()(4)(0
2 x
dxxfcxF
)3()2/)(()(4)(4)( 02 LxfxfcxfcxF
13
Дифференцирование (2) по х дает:
Дифференцируя (1) по х имеем:
)4()(4)( 2xfcxF Формулы (3) и (4) совпадают только если 0)( xf
когда f(x) – линейная функция
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СИЛОВОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ С КВАЗИНУЛЕВОЙ ЖЕСТКОСТЬЮ И ПЕТЛЯМИ ГИСТЕРЕЗИСА ЗА СЧЕТ
СУХОЙ СИЛЫ ТРЕНИЯ
14
Контактные напряжения
МПаRl
EP91
4.05.0
101.245000418.0418.0
11
max
.
Сталь, например, может безопасно выдержать давления, порядка МПасмкг 4000/4000035000 2
.
15
СИСТЕМЫ С КВАЗИНУЛЕВОЙ ЖЕСТКОСТЬЮ ИЗ ДВУХ ПАР УПРУГИХ ЭЛЕМЕНТОВ
б)
в)
а)
г)
16
ХАРАКТЕРИСТИКИ ТАРЕЛЬЧАТЫХ ПРУЖИН ПРИ РАЗЛИЧНЫХ Z (z=f/s)
17
СИЛОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ С ПРЯМОУГОЛЬНЫМИ ПЕТЛЯМИ
ГИСТЕРЕЗИСА
18
ПРИМЕНЕНИЕ СИСТЕМЫ С КВАЗИНУЛЕВОЙ ЖЕСТКОСТЬЮ В КАЧЕСТВЕ ПОДВЕСКИ АВТОМОБИЛЯ
19
var
ВОЗРАСТАНИЕ ВИБРОУСКОРЕНИЙ КУЗОВА ПРИ УВЕЛИЧЕНИИ СКОРОСТИ АВТОМОБИЛЯ
20
Пановко Я. Г. «Основы прикладной теории колебаний и удара» - Л.: Политехника, 1990. - 272 с, с. 140 - 142.
Equations of the motion of the rotor‘s centre mass С: y=Acos(wt); z=Bsin(wt)
122
2121
2)1(;)1(
pweB
pweA mcpmcp /;/ 2
221
21 где
00
,00,0,0 2121
ВиАSO
pиpTHENcсIF
ПОДВЕСКА ЖЕСТКОГО ВАЛА НА ПРУЖИНАХ С КВАЗИНУЛЕВОЙ (МАЛОЙ) ЖЕСТКОСТЬЮ
21
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРИТИЧЕСКОЙ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ ЖЕСТКОГО РОТОРА
Пановко Я. Г. «Основы прикладной теории колебаний и удара» - Л.: Политехника, 1990. - 272 с, с. 140 - 142.
0)(
)(2
21212
22
124
zxzxкркр IIm
lcc
m
cc
II
bcac
021 cс 0кр22
ЗАЩИТА ОТ УДАРОВ
23
** )()()( FxsignxsignFqxm
oVxx 00 ;0
24
Зависимости координаты от времени при различных q
ВРЕМЯ ЗАТУХАНИЯ ( ) *FqR
786.0;/13;/22
;/31;500;500
*00
0*
qcmVcmV
cmVNFkgm
25
аналитическое решение
численное решение
26oVxx 00 ;0
0,,, VIIIVIVIxm
)1(*, qFxm VIII
)1(*, qFxm VIIIII
.0)()2/))(((
)()2/))()()(((
***
***
xsignFxxAbskthF
xsignFqxxAbskthFqxm
СИЛОВАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА "С ЗАЗОРОМ"
Зависимость перемещения от времени после удара для силовой характеристики с участком нулевой жесткости
(численное решение уравнения)
27
смVHFкгm /1;500;500 0*
28
Я. Г. Пановко «Введение в теорию механических колебаний», М.: Наука, 1991
29
С
m
h = 0.3 м
3.0m = 1000 кг
tVeVhmxsignFxsignFqxm 22**)(
xeVhmxcxm tV 22
HF 4200*
8.0q
мHc /50000
30
мсH /4900
СРАВНЕНИЕ ДВУХ СИСТЕМ
Зависимость координаты и силы, передаваемой на объект от времени
31
СИСТЕМА С КВАЗИНУЛЕВОЙ ЖЕСТКОСТЬЮ,СОСТОЯЩАЯ ИЗ ПРУЖИНЫ, ПЕРЕМЕЩАЮЩЕЙСЯ
МЕЖДУ ДВУМЯ НАПРАВЛЯЮЩИМИ ЗАДАННОЙ ФОРМЫ
с = 16000 H/м
m = 1 кг
32
33
ПРИМЕНЕНИЕ СИСТЕМЫ С КВАЗИНУЛЕВОЙ ЖЕСТКОСТЬЮ ДЛЯ СЕЙСМОЗАЩИТЫ
34
ПРЕЛАГАЕМЫЕСИСТЕМЫСОЗДАНИЯ
ИСКУССТВЕННОЙ ГРАВИТАЦИИ
35
ПРЕДЛАГАЕМЫЕ СИСТЕМЫ ИСКУССТВЕННОЙ ГРАВИТАЦИИ
36
2)(
20
*Vm
xFF тормmтормТ
ct 5.02.0*
mgх
FVm
mg
Fk
торм
тормТm
)(
)2
(
*
20
.56.3
;5.0
;9000
;87
;/3600/1000240
;25000
*
0
kполучим
ct
gF
м
cмV
кгmПри
T
торм
(было 4.9)
37
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В КАЧЕСТВЕ АЭРОФИНИШЕРА
СИЛОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
1 – существующие луки и арбалеты; 2 – луки и арбалеты с полиспастной системой;3 – предлагаемая система с направляющими 38
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ