Уфимский государственный нефтяной технический университет, каф. «Механика и конструирование машин» Зотов Алексей Николаевич ВИБРОУДАРОЗАЩИТНЫЕ СИСТЕМЫ. - презентация

1 Уфимский государственный нефтяной технический университет, каф. «Механика и конструирование машин» Зотов Алексей Николаевич ВИБРОУДАРОЗАЩИТНЫЕ СИСТЕМЫ С КВАЗИНУЛЕВОЙ ЖЕСТКОСТЬЮ. НОВЫЙ ПОДХОД К ПРОБЛЕМЕ СЕЙСМОЗАЩИТЫ.

2 СУЩЕСТВУЮЩИЕ СИСТЕМЫ С КВАЗИНУЛЕВОЙ ЖЕСТКОСТЬЮ Система профессора Алабужева П.М. (1967 г.) Магнитные пружины 1 Пневматические системы НАН НКА (Украина) Отрицательная жесткость Положительная жесткость

3 2 A.Карелла (INSTITUTE OF SOUND AND VIBRATION RESEARCH) Тросовые виброизоляторы Силовые характеристики

4 Автомобиль, имеющий подвеску с квазинулевой жесткостью 3 Бронеавтомобиль (Харьков, Украина) Пневмогидравлические подвески автомобиля

5 4 V=45 км/чV=120 км/ч По булыжно-асфальтовой дороге Спектральные плотности вертикальных виброускорений кузова автомобиля Асфальтно-бетонная дорога

6 СУЩЕСТВУЮЩИЕ УДАРОЗАЩИТНЫЕ СИСТЕМЫ Силовые характеристики 5 Гравитационный подшипник (Earthquake Protection Systems - California) ПНЕВМОАМОРТИЗАТОР АВЕРЬЯНОВА Г.С. Поглощающий аппарат при сцепке вагонов

7 Тросовые виброизоляторы 6

8 СИЛОВАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АМОРТИЗАТОРА ШАССИ В масштабе энергия, рассеиваемая амортизатором шасси на прямом и обратном ходе выражается в некотором масштабе площадью ABCD 7

9 Примеры разработок иностранных фирм 8

10 9 Сейсмозащита трубопроводов

11 Грузоподъемность 1500 т Предложение Рутмана Ю.Л. 10

12 В справочнике «Вибрации в технике: Справочник. В 6-ти т. / Ред. совет: В.Н. Челомей. - М.; Машиностроение, – Т. 2. Колебания нелинейных механических систем / Под ред. И.И. Блехмана с.» есть такая таблица: 11

13 Сила с которой система сопротивляется смещению пружины 12

14 13 Дифференцирование (2) по х дает: Дифференцируя (1) по х имеем: Формулы (3) и (4) совпадают только если когда f(x) – линейная функция

15 УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СИЛОВОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ С КВАЗИНУЛЕВОЙ ЖЕСТКОСТЬЮ И ПЕТЛЯМИ ГИСТЕРЕЗИСА ЗА СЧЕТ СУХОЙ СИЛЫ ТРЕНИЯ 14

16 Контактные напряжения. Сталь, например, может безопасно выдержать давления, порядка. 15

17 СИСТЕМЫ С КВАЗИНУЛЕВОЙ ЖЕСТКОСТЬЮ ИЗ ДВУХ ПАР УПРУГИХ ЭЛЕМЕНТОВ б) в) а) г) 16

18 ХАРАКТЕРИСТИКИ ТАРЕЛЬЧАТЫХ ПРУЖИН ПРИ РАЗЛИЧНЫХ Z (z=f/s) 17

19 СИЛОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ С ПРЯМОУГОЛЬНЫМИ ПЕТЛЯМИ ГИСТЕРЕЗИСА 18

20 ПРИМЕНЕНИЕ СИСТЕМЫ С КВАЗИНУЛЕВОЙ ЖЕСТКОСТЬЮ В КАЧЕСТВЕ ПОДВЕСКИ АВТОМОБИЛЯ 19 var

21 ВОЗРАСТАНИЕ ВИБРОУСКОРЕНИЙ КУЗОВА ПРИ УВЕЛИЧЕНИИ СКОРОСТИ АВТОМОБИЛЯ 20

22 Пановко Я. Г. «Основы прикладной теории колебаний и удара» - Л.: Политехника, с, с Equations of the motion of the rotors centre mass С: y=Acos(wt); z=Bsin(wt) где ПОДВЕСКА ЖЕСТКОГО ВАЛА НА ПРУЖИНАХ С КВАЗИНУЛЕВОЙ (МАЛОЙ) ЖЕСТКОСТЬЮ 21

23 ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРИТИЧЕСКОЙ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ ЖЕСТКОГО РОТОРА Пановко Я. Г. «Основы прикладной теории колебаний и удара» - Л.: Политехника, с, с

24 ЗАЩИТА ОТ УДАРОВ 23

25 24 Зависимости координаты от времени при различных q

26 ВРЕМЯ ЗАТУХАНИЯ ( ) 25 аналитическое решение численное решение

27 26 СИЛОВАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА "С ЗАЗОРОМ"

28 Зависимость перемещения от времени после удара для силовой характеристики с участком нулевой жесткости (численное решение уравнения) 27

29 28

30 Я. Г. Пановко «Введение в теорию механических колебаний», М.: Наука, С m

31 h = 0.3 м m = 1000 кг 30 СРАВНЕНИЕ ДВУХ СИСТЕМ

32 Зависимость координаты и силы, передаваемой на объект от времени 31

33 СИСТЕМА С КВАЗИНУЛЕВОЙ ЖЕСТКОСТЬЮ, СОСТОЯЩАЯ ИЗ ПРУЖИНЫ, ПЕРЕМЕЩАЮЩЕЙСЯ МЕЖДУ ДВУМЯ НАПРАВЛЯЮЩИМИ ЗАДАННОЙ ФОРМЫ с = H/м m = 1 кг 32

34 33

35 ПРИМЕНЕНИЕ СИСТЕМЫ С КВАЗИНУЛЕВОЙ ЖЕСТКОСТЬЮ ДЛЯ СЕЙСМОЗАЩИТЫ 34

36 ПРЕЛАГАЕМЫЕ СИСТЕМЫ СОЗДАНИЯ ИСКУССТВЕННОЙ ГРАВИТАЦИИ 35

37 ПРЕДЛАГАЕМЫЕ СИСТЕМЫ ИСКУССТВЕННОЙ ГРАВИТАЦИИ 36

38 (было 4.9) 37 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В КАЧЕСТВЕ АЭРОФИНИШЕРА

39 СИЛОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ 1 – существующие луки и арбалеты; 2 – луки и арбалеты с полиспастной системой; 3 – предлагаемая система с направляющими 38

40 СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ