Способ демпфирования механических колебаний

 

ц 58842I

Саюв Советских

Социалистических

Республик с..-(6!) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30.05.75 (21) 2139512/28 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.01.78. Бюллетень № 2 (45) Дата опубликования описания 30.01.78

51) М Кл г Г 16F 7!08

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК. 621 5765 (088.8) (72) Автор изобретения

В. Г. Климов

Горьковский институт инженеров водного транспорта (71) Заявитель (54) СПОСОБ ДЕМПФИРОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ

КОЛЕБАНИЙ

Изобретение относится к способам демпфирования механических колебаний и может быть использовано в любой области машиностроения.

Известны способы демпфирования механических колебаний, применяемые в устройствах для амортизации.

К ним относится способ демпфирования механических колебаний, заключающийся в подключении дополнительной жесткости к основной, на которой подвешен колеблющийся объект. Этот способ может быть реализован подключением плоской пружины, входящей в паз, выполненный на боковой поверхности по оси симметрии колеблющегося объекта.

По этому способу демпфирование осуществляется за счет смены собственной частоты колебаний системы и перехода с одной резонансной характеристики на другую (1).

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ, связанный с применением при амортизации объекта сухого трения, который принято описывать петлей гистерезиса, характеризующей изменение упругих сил за цикл нагружения (2).

Этот способ может быть реализован в амортизаторах, содержащих пружины и связанные с ними демпферы сухого трения.

Недостатком этого способа является то, что характеристики сухого трения сильно зависят от свойств контактируемых поверхностей и, следовательно, могут изменяться в процессе работы. Эффективность способа сильно зависит от постоянной составляющей внешнего воздействия. Кроме того, этот способ не позволяет получать в дорезонансной области колебания с амплитудой, меньшей, чем амплитуда вынуждающей силы.

С целью расширения области демпфируемых частот по предлагаемому способу дополнительную нелинейную жесткость последовательно подключают к основной жесткости в зависимости от направления движения объекта.

На фиг. 1 изображено устройство, реализующее предлагаемый способ; на фиг. 2 — характеристика изменения упругих сил в системе за цикл нагружения.

Амортизируемый объект 1 связан с неподвижным основанием 2 с помощью двух упругих элементов: основного 3 и дополнительного 4, соединенного со сцепным устройством 5.

Дополнительный упругий элемент 4 выполнен в виде предварительно деформированной пружины (например, стянутой болтом с шайбами) . Его включение и выключение из работы осуществляется за счет электромагниЗо та б, управление которым осуществляется че588421

F fx) Х

Фиг. 2

Составитель О. Мальцев

Редактор Н. Аристова Техред И. Михайлова Корректор И. Позняковская

Подписное

Заказ 2998/2 Изд. № 121 Тираж 1154

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 рез блок 7 усиления и преобразования от датчика 8 скорости.

Управление осуществляется так, что при

x=0 через обмотки электромагнита 6 течет ток, включается сцепное устройство 5 и осуществляет связь амортизируемого объекта 1 с основанием 2 через элемент 4. При изменении знака скорости на противоположный, т. е. при х)0 связь массы 1 с основанием 2 осуществляется только через основной элемент 3, так как ток через электромагнит 6 не течет, и сцепное устройство 5 отключено.

При х=0 сцепное устройство 5 включено и связь массы 1 с основанием 2 осуществляется через элементы 3 и 4. Пусть на объект подействовала внешняя сила в направлении х. Если она не превышает силы поджатия пружины 4, то объект остается неподвижным (участок 9) . С увеличением внешнего воздействия объект приобретает скорость х) 0 (участок 10). При периодическом внешнем возмущении наступает момент, когда х меняет знак. В этом случае сцепное устройство 5 отключается и жесткость в системе меняется скачком (участок 11). Объект 1 связан с основанием только через основную пружину 3 до тех пор, пока выполняется условие x(0 (участок 12). При обращении скорости в ноль снова включается сцепное устройство и процесс повторяется (участки 13 — 14), При периодическом движении объекта упругие силы в системе меняются циклически, а площадь полученной петли гистерезиса пропорциональна рассеянию энергии в системе.

Эффективность демпфирования по предлагаемому способу не зависит от постоянной составляющей внешнего воздействия (веса объекта). Форма петель легко меняется путем изменения начального поджатия пружины 4. При внешнем воздействии, не превыша10 ющем начального поджатия пружины 4, амортизируемый объект остается неподвижным. Система управления проста в реализации, ибо работает по принципу «включено— выключено».

Формула изобретения

Способ демпфирования механических колебаний, заключающийся в том, что гистерезисное изменение упругих сил в системе осу20 ществляют подключением и отключением нелинейной жесткости к основной, о т л и ч а ющи и ся тем, что, с целью расширения области демпфируемых частот, дополнительную нелинейную жесткость последовательно под25 ключают к основной жесткости в зависимости от направления движения объекта.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР №259569, 30 кл. F 16F 15/02, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР № 357382, кл. F 16F 7/08, 1970.