Анализ параметров динамических процессов в виброударных машинах с изменяющимися массово-жесткостными характеристиками

Abstract

Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.02.09 – динамика и прочность машин. – Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", Харьков, 2016. Диссертация посвящена разработке подходов, методов и моделей для исследования динамических процессов в виброударных системах с учетом изменяемой во времени массы технологического груза и нелинейной жесткости упругих опор. В данной работе изложен новый подход к учету влияния переменной массы технологического груза на характер динамических процессов в виброударной системе. Разработаны и предложены зависимости, математические модели, которые описывают характер изменения массы технологического груза во времени, как на основе экспериментальных исследований (эмпирический закон), так и в зависимости от количества диссипированной энергии. Установлено, что вследствии нелинейности жесткости упругих опор и в зависимости от их конструктивного исполнения, становится возможной реализация субгармонических режимов, что приводит к росту силы ударного взаимодействия. Для оценки влияния параметров упругих опор (варианты конструктивного исполнения, жесткость пружин) проведены многовариантные исследования, по результатам которых выделены характерные субгармонические режимы и их характеристики (фазовые портреты, временные распределения). Установлена степень влияния изменения различных параметров упругих опор на характер колебательного процесса в ходе их многовариантного варьирования. На базе корпуса усовершенствованной вибромашины, функционирующей в составе автоматизированной линии для выбивки крупного вагонного литья, проведен натурный эксперимент с целью подтверждения точности и адекватности полученных ранее результатов численных исследований.The thesis on competition of a scientific degree of Candidate of technical Science on a specialty 05.02.09 – dynamic and strength of machines. – National Technical University "Kharkiv polytechnical institute", Kharkiv, 2016. This thesis is devoted to the development of approaches, methods and models for investigation of dynamic processes in vibroimpact systems with variable mass of the weight and nonlinear rigidness of elastic supports. In this paper new approach to the accounting of the variable mass influence on the character of dynamical processes in vibroimpact systems was presented. The dependences, that describes the mass change character, based on experimental researches and dependence from dissipated energy were proposed. It was found that the realization of sybharmonical modes became possible because of elastic supports nonlinearity and design features. The realization of subharmonical modes lead to growth of impact interaction force. The approach, based on corresponding values for phase variables at the beginning and the end of period was proposed to periodic solutions search. The criteria for tuning from resonance frequencies that can appear on perturbing force with multiple (partite) frequency were formulated. The machine body designed with taking to the account previously formulated recommen-dations was created. The investigation of stress-strain status was performed and found that improved machine body satisfies strength requirements. The comparison of numerical and experimental data was done. The accuracy and authenticity of numerical investigations was confirmed.