Способ изменения частоты собственных колебаний корпуса длинномерной конструкции

 

Использование: вибрация. Сущность изобретения: способ изменения частоты собственных колебаний корпуса длинномерной конструкции заключается в изменении изгибной жесткости корпуса за счет размещения жестко закрепленных на различных концах корпуса крепежных элементов, установки гидроцилиндра, связанного одним концом с крепежным элементом, закрепленным на одном конце корпуса, а другим с крепежным элементом на другом конце корпуса, и воздействием гидроцилиндра на корпус. Перед воздействием на корпус крепежные элементы выполняют в виде кольцевых опор. Аналогично основному дополнительно устанавливают три гидроцилиндра и все попарно размещают в вертикальной продольной и горизонтальной плоскостях симметрии корпуса диаметрально противоположно относительно последнего. 1 ил.

Изобретение может быть использовано для устранения резонансной вибрации корпусов длинномерных конструкций, эксплуатируемых в условиях циклического нагружения с широким спектром частот возмущающих нагрузок.

Известно устройство гашения колебаний длинномерных консолей, содержащее инерционную массу, упругие связи, одни концы которых связаны с инерционной массой, а другие предназначены для связи с консолью, стержень, одним концом соединенный с инерционной массой, шарнирную опору для стержня, закрепленной на консоли, и гидравлический амортизатор, выполненный в виде поршня, торцы которого посредством штоков предназначены для соединения с консолью, и шарнирно связанного со стержнем цилиндра, подпоршневая и надпоршневая полости которого соединены между собой трубопроводом [1] Известен способ изменения частоты собственных колебаний корпуса, реализованный в устройстве устранения резонансной вибрации корпуса судна, содержащем гибкий элемент, закрепленный одним концом на корпусе в носовой части, а другим на устройстве для натяжения троса гидроцилиндре, который устанавливают в кормовой части судна [2] Недостатками данного способа являются: ограниченный диапазон изменения частот собственных колебаний корпуса при внецентренном сжатии; опасность сжимающих нагрузок для тонкостенных конструкций и точки зрения потери устойчивости.

Цель изобретения полное исключение резонансного режима независимо от характера возмущающих усилий.

Это достигается тем, что в способе изменения частоты собственных колебаний корпуса длинномерной конструкции, заключающемся в изменении изгибной жесткости корпуса за счет размещения жестко закрепленных на различных концах корпуса крепежных элементов, установки гидроцилиндра, связанного одним концом с крепежным элементом, закрепленным на одном конце корпуса, а другим с крепежным элементом на другом конце корпуса, и воздействии гидроцилиндра на корпус, перед воздействием на последний крепежные элементы выполняют в виде кольцевых опор, аналогично основному дополнительно устанавливают три гидроцилиндра и все попарно размещают в вертикальной продольной горизонтальной плоскостях симметрии корпуса, диаметрально противоположно относительно последнего.

Существенные отличия от прототипа и новизна заключаются в том, что крепежные элементы выполняют в виде кольцевых опор, аналогично основному дополнительно устанавливают три гидроцилиндра и все попарно размещают в вертикальной продольной и горизонтальной плоскостях симметрии корпуса, диаметрально противоположно относительно последнего.

На чеpтеже изображено устройство, реализующее предлагаемый способ.

Корпус 1 длинномерной конструкции жестко закреплен на передней неподвижной опоре 2 и на задней опоре 3, имеющей возможность перемещения в продольном направлении относительно рамы 4 транспортного средства 5. Опоры 2 и 3 выполнены кольцевыми. В горизонтальной продольной плоскости симметрично относительно продольной вертикальной плоскости корпуса между опорами 2 и 3 при помощи узлов 6 и 7 крепления закреплены два гидроцилиндра 8. В вертикальной продольной плоскости симметрично относительно продольной горизонтальной плоскости корпуса 1 между опорами 2 и 3 при помощи узлов крепления 6 и 7 закреплены два гидроцилиндра 9. Все гидроцилиндры питаются от насосной станции.

Устройство, реализующее способ, работает следующим образом.

Для снижения частоты собственных поперечных колебаний корпуса 1 с помощью гидроцилиндров 8 и 9, закрепленных при помощи узлов крепления 6 и 7 на кольцевых опорах 2 и 3, жестко скрепленных с корпусом 1, осуществляется осесимметричное его сжатие как в одной из плоскостей продольной симметрии, так и одновременно в обеих плоскостях, приводящее к снижению изгибной жесткости корпуса для увеличения частоты собственных поперечных колебаний корпуса -осесимметричное его растяжение, как в одной из плоскостей продольной симметрии, так и одновременно в обеих плоскостях, приводящее к увеличению изгибной жесткости корпуса.

Кроме того, устройство позволяет изменять изгибную жесткость корпуса 1 путем его искривления в пределах упругих деформаций за счет несимметричного внецентренного растяжения или сжатия, как в одной продольной плоскости симметрии, так и в обеих плоскостях одновременно.

В результате происходит сдвиг частот собственных колебаний корпуса по отношению к возмущающей частоте, соответственно в сторону снижения или увеличения, что исключает возникновение резонансного режима независимо от характера возмущающих усилий.

При прохождении опасной резонансной частоты гидроцилиндры возвращаются в исходное нейтральное положение.

Изменение частоты собственных колебаний корпуса при его растяжении или сжатии определяется формулой: ω_i= K K где К_i коэффициент, зависящий от характера поперечных опор и тона колебаний; ЕI номинальная изгибная жесткость корпуса длинномерной конструкции; N осевая растягивающая или сжимающая сила; ΔEI изменение изгибной жестко- сти корпуса при действии на него осевой растягивающей или сжимающей силы; m_х погонная масса.

Таким образом исключается резонансный режим работы корпуса длинномерной конструкции без изменения характера возмущающих усилий, например без изменения скорости движения или режима работы двигателя транспортного средства.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗМЕНЕНИЯ ЧАСТОТЫ СОБСТВЕННЫХ КОЛЕБАНИЙ КОРПУСА ДЛИННОМЕРНОЙ КОНСТРУКЦИИ, заключающийся в изменении изгибной жесткости корпуса за счет размещения жестко закрепленных на различных концах корпуса крепежных элементов, установке гидроцилиндра, связанного одним концом с крепежным элементом, закрепленным на одном конце корпуса, а другим с крепежным элементом на другом конце корпуса, и воздействии гидроцилиндра на корпус, отличающийся тем, что перед воздействием на последний крепежные элементы выполняют в виде кольцевых опор, аналогично основному дополнительно устанавливают три гидроцилиндра и все попарно размещают в вертикальной продольной и горизонтальной плоскостях симметрии корпуса, диаметрально противоположно относительно последнего.

РИСУНКИ

Рисунок 1