Развитие методических основ расчетно-экспериментальных исследований рабочих мест и кабин мобильных машин с целью улучшения показателей безопасности, комфортабельности, материалоемкости и аэродинамики : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / БГУ ; научный руководитель М. А. Журавков

Abstract

Объектом исследования являются многоэлементные механические системы; устройства виброизоляции машиностроительных конструкций, колесной тяговой и транспортной мобильной техники, моделирование и анализ динамики движений сидения водителя и кабины трактора, классификация методов оптимизаций; разработка математических критериев оптимизации систем виброзащиты, зависимости модулей амплитуд от частот колебаний многозвенных механизмов, сравнение их с установленными опытным путем посредством использования лабораторного диагностического оборудования. Целью настоящей работы является определение точных закономерностей движений многоэлементных динамических тел, нахождение амплитудно-частотных зависимостей, исследование устойчивости и качества данной динамической системы и определение физических параметров влияющих на устойчивость и качество, разработка критериев выбора рациональных параметров виброизолирующих амортизаторов на основе методики расчета упругих амортизаторов для виброгашения силовых агрегатов, разработка методики проектирования конструкций виброамортизаторов, включающих элементы, содержащие вязкие гидродинамические гасители колебаний, хорошо поглощающие избыточную кинетическую энергию изолируемых объектов, исследование основных современных видов виброизолирующих устройств, встречающихся в машиностроении с пневматической подвеской, с «фермой Мизеса», с системой Алабужева, упругие элементы которых обеспечивают квазинулевую жесткость; проведение математического моделирования уравнений движения виброизолируемых объектов; сопоставление результатов численных расчетов с экспериментальными данными; описание новых видов амортизаторов, в полученных охранных документах – патентах на полезную модель; обоснование их преимуществ, технических особенностей; описание расчетных моделей и выводы критериев выбора рациональных параметров; сравнение расчетных характеристик рассмотренных видов виброамортизаторов, определение закономерностей построения эмпирических амплитудно-частотных характеристик звеньев многоэлементной динамической системы по известным экспериментальным графикам, расшифровка взаимовлияния осциллирующих звеньев на общий динамический процесс, моделирование и программное обеспечение передаточных функций для решения многокритериальной задачи оптимизации определения физических параметров структурных элементов. В ходе проведенных исследований использованы: развитая авторами методика решения систем неоднородных уравнений многоэлементной динамики; методы экспериментального анализа для подтверждения теоретической методики расчета собственных колебаний трехэлементной динамической системы; методы пространственной теории упругости для цилиндрических областей; общие сведения об амплитудно-частотных характеристиках, теории автоматического управления, теория динамического программирования; принцип Беллмана для оптимизация динамической модели нелинейных уравнений математического программирования. В результате выполнения работы развита методика теоретического анализа диагностики технических устройств, улучшающих качество виброзащиты. По известному портрету амплитудно-частотных характеристик многоэлементных динамических систем разработана методика расшифровки взаимовлияния осциллирующих звеньев на общий динамический процесс. Разработан комплекс прикладных программ для диагностики устройств виброизоляции машиностроительных конструкций. Установлена закономерность влияния большого числа линейных осцилляторов и конфигураций их связей на вид амплитудно-частотной характеристики.