Файл: Лекции Грачева (лично его) РС-71.doc

Жесткостные параметры амортизатора задаются также вдоль главных направлений, т.е. необходимо задать C_u, C_w, C_v. Если амортизатор - тело вращения, то C_u = C_v > C_w, аналогично задается и динамическая жесткость C_gu, C_gw, C_gv, причем C_gu = C_gv > C_gw.

Амортизаторы устанавливаются в системе и ориентируются как правило таким образом, чтобы их главные направления были параллельны осям блока.

U || X; W || Z; V || Y.

Направление оси W амортизатора совпадает с действием статической нагрузки.

В дальнейшем оси координат будут обозначаться

2-мя буквами: Z-W; Y-V; X-U.

Для системы амортизации, в которой существует n амортизаторов, справедливо:

Эти значения C_g определяют жесткостной параметр системы, характеризующей поступательное движение блока: т.е. эти динамические жесткости определяют колебание блока вдоль координат Z-W; Y-V; X-U.

Поворотные жесткости системы амортизации

Поворотные жесткости определяют колебания вокруг 3-х координат и определяются в общем случае через динамические жесткости амортизаторов и координаты их установки.

Выделим в блоке произвольный амортизатор и введем следующие обозначения:

С_п - поворотная жесткость, которая определяется С_п=- отношение момента, действующего на систему, к углу поворота, вызванного этим моментом.

Данный пример - поворот вокруг оси Х.

М_х - момент закручивания блока вокруг оси Х.

- угол поворота.

Z_i, Y_i - координаты установки амортизатора (плечи приложения усилий, создающих моменты).

Z_i - деформация блока вдоль оси Z.

Z_i = Y_i* (ввиду малости угла)

Данная деформация вызывает вертикальную реакцию F_wi. Одновременно амортизаторы деформируются и в горизонтальной плоскости:

Z_i = Z_i* (ввиду малости угла) - Это вызывает горизонтальную реакцию F_vi.

Усилие - произведение жесткости на деформацию.

Можно рассчитать моменты:

Общий момент от 4-х амортизаторов:

Чтобы рассчитать С_п по другим осям, составим вспомогательные схемы сил и моментов.

	Схема отображает все компоненты, необходимые для ее определения.
	Моменты, препятствующие повороту, возникают в плоскости ZY.
	Препятствующие моменты возникают в плоскости XZ.

Поворотные жесткости характеризуют колебательные движения вокруг осей X, Y, Z.

Замечания:

Динамические жесткости системы определяются только параметрами амортизатора и фиксируются как только выбран конкретный типоразмер амортизатора.
Поворотные жесткости при заданном типоразмере амортизатора могут изменяться конструктором путем изменения координат установки.

Основные виды диссипативных сил

Диссипативные силы – возникают при колебаниях системы и за счет трения совершают необратимую работу.

Основные виды диссипативных сил:

Силы трения в опорах и сочленениях.
Силы сопротивления среды, в которой происходят колебания.
Силы внутреннего трения в материалах опор (в амортизаторах).

Принимаемое обозначение сил: функция скорости. «-» т.к. силы противоположны по направлению скорости.

Классификация диссипативных сил

По виду функции f.

нелинейная функция от скорости.

При аналитических исследованиях стараются избежать этой зависимости. При использовании систем амортизаторов нелинейности, как правило, не встречаются.

- линейная зависимость – вязкое трение – характерна для случая сопротивления среды, в которой происходит колебание.

- гистерезисные потери (внутреннее трение в материале). S – площадь петли гистерезиса. Здесь принимают следующее допущение (из-за сложности подсчета площади петли):

. Значение b₀ отсчитывается из следующих соображений: определенный типоразмер амортизатора с гистерезисными потерями исследуется экспериментально и для него подсчитываются силы рассеивания за один цикл колебания. Принимается, что этому амортизатору эквивалентен по параметрам рассеивания некоторый другой амортизатор с вязким трением. Приравнивая диссипативные силы этих амортизаторов, определяют значение b₀.

сухое трение (кулоново трение).
R = H характеризуется независимостью диссипативных сил от скорости.

Любые виды диссипативных сил реализуются в конструкциях амортизаторов и конкретных характер функции определенным образом влияет на движение объекта при вибрации. Коэффициентb (b₀) называется коэффициентом демпфирования. Его значения для нормализованных амортизаторов приведены в справочниках.

Возмущающие силы

Возмущающие силы не зависят от движения системы, но активно влияют на него.

Существует 2 способа задания возмущающих воздействий:

P (t) – задаются возмущающие силы в функции от времени.
Задание зависимости амплитуды перемещения основания от времени, это кинематическое возбуждение A (t).

Различают 2-е задачи виброизоляции (в соответствии с заданием сил):

Активная виброизоляция - соответствует 1-му способу задания сил.
Пассивная виброизоляция – соответствует кинематическому возбуждению.

Активная виброизоляция

Основным в данной задаче является изоляция источника вибрации от аппаратуры.

Чем более неточное изготовление, тем большая возможность появления вибраций, которые передаются на основание (из-за дисбаланса ротора).

Здесь можно задать силу P (t).

Задача:	Имеется усилие, проходящее от источника до шасси, необходимо изолировать источник вибрации от основания, т.е. максимально уменьшить усилие, проходящее от источника к конструкции аппарата.
Решение:	Необходима установка мягких прокладок.

Пассивная виброизоляция

Пассивная виброизоляция – изоляция аппаратуры от вибрирующего основания.

Изоляция возможна за счет установки амортизаторов. При пассивной виброизоляции определяются амплитуды перемещения блока, которые при надежной защите должны быть меньше возмущающих и далее рассчитываются усилия в элементах конструкции амортизаторов.

Часто по определенным амплитудам блока рассчитывают ускорения элементов конструкций. Рассчитанное ускорение сравнивается с допустимым. Если оно меньше или равно допустимому, то система спроектирована верно, если больше, то необходимо внести коррективы в систему амортизации. Постановка задачи такова: спроектировать систему амортизации, при .