Жесткостных параметров

Кроме определения жесткостных характеристик, предварительный расчет каждой стержневой фермы позволяет установить зависимость усилий в любом из элементов стержневой фермы от усилий в эквивалентном стержне. На ранних стадиях проектирования металлических куполов для предварительной оценки усилий в стержнях используют различные приближенные методы расчета. Усилия в полуарке ребристого купола могут быть оценены ее расчетом независимо от других полуарок. Нижняя опора принимается шарнирно неподвижной; верхняя - жесткой со свободой перемещения по вертикали - для осесимметричных нагрузок, и - шарнирной со свободой перемещения по вертикали - для несимметричных нагрузок.

Tax, в покрытии павильона в Некрасовке размерами в плане 24 х 27м и цеха завода '«Компрессор» в Москве размерами в плане 66x81 м используются возможности мембраны как пространственной системы и ее способность к перераспределению усилий в зависимости от жесткостных характеристик опорного контура. В приведенных ранее примерах прямоугольные стальные мембраны положительной гауссовой кривизны прикреплены по периметру к трубобетонному опорному контуру большой гибкости с очень жесткими рамными углами. В этом случае распорные усилия с мембраны на контур передаются в углах, и прямолинейные элементы контура работают только на сжатие. При этом мембрана служит для элементов контура связевой системой, предохраняющей их от потери устойчивости в плоскости покрытия.

Кроме этого, к настоящему времени предложено большое количество самых разнообразных конфигураций образцов для испытаний на сдвиг и двухосное напряженное состояние в виде, например, рам, а также двутавровых и крестовидных профилей. Многие из этих конфигураций геометрически сложны, распределение напряжений в них неоднородно, причем вычисление напряжений может оказаться весьма трудоемким; они имеют определенные преимущества при исследовании жесткостных характеристик, но менее пригодны для изучения прочностных свойств. Некоторые из возникающих здесь трудностей были рассмотрены в работе Уитни с соавторами [52]. При исследовании слоистых композитов возникают дополнительные сложности, связанные с особенностями на свободных краях образца; эти вопросы обсуждаются в работах Пагано и Пайпса [36], а также Уитни и Браунинга [51].

чета для оптимизации структуры материала применительно к требованиям конструкции и ее элементов. В рассматриваемом случае эпоксидный углепластик использовали для изготовления верхней и нижней обшивок задней кромки, алюминиевые соты — в качестве заполнителя. Лонжерон и крепежные фиттинги изготовляли из алюминия, концевую нервюру — из эпоксидного стеклопластика. Для более рационального использования свойств углепластика выбрана многонаправленная схема выкладки пятислойного армирующего наполнителя. При статических испытаниях интер-цептор выдержал нагрузку, составляющую 169% от максимальной расчетной, при этом прогиб уменьшился на 20 %. Достигнутая экономия массы обшивок составила 24% [6]. Несмотря на существенное улучшение массовых и жесткостных характеристик, целесообразно провести оптимизацию с использованием более точного анализа (в частности, метода конечных элементов с решением на ЭВМ) для частичной переориентации слоев и перехода на конструкцию, целиком выполненную из композиционных материалов, что могло бы привести к дальнейшему увеличению экономии массы. После испытаний и регистрации в управлении гражданской авиации два интерцептора установлены на самолете «Боинг-737» для испытаний в процессе длительной эксплуатации.

В тех случаях, когда жесткостные характеристики слоя заполнителя существенно ниже жесткостных характеристик несущих слоев, упрощенный расчет может привести к существенно завышенным значениям критических нагрузок.

Из сказанного вытекает необходимость тщательной оценки жесткостных характеристик амортизирующего крепления.

где q (t) — га-мерный вектор перемещений; M =diag (т^. . ., »„) — инерционная матрица; Н и К — положительно определенные симметрические квадратные матрицы, сформированные из коэффициентов демпфирования hit . . ., hn и жесткости klt. . ., ka; R [q (t)] — вектор-функция, учитывающая нелинейность жесткостных характеристик; F0=(^i/>- • •> ^„jY ~~ постоянный вектор (8,.^— символ Кронекера, т—знак транспонирования); и (t) — скалярная функция внешнего тестового воздействия; f (t) — га-мерный вектор коррелированного нестационарного случайного процесса внутренних возмущений.

В качестве примера использования соотношения (11) для определения жесткостных характеристик упругих элементов рассмотрен случай однодискового ротора с диском, расположенным посреди пролета вала. В этом случае получается наиболее простая зависимость между жесткостью вала ротора и жесткостями упругих элементов.

Рассмотрим для примера результаты экспериментального исследования влияния упругой податливости в шарнирах между звеньями отечественных роботов модульного типа с электромеханическими приводными системами на статическую точность позиционирования, а также методику определения жесткостных характеристик шарниров манипуляторов. При этом проводится сравнение экспериментальных данных с результатами расчетов.

Сопоставление теоретических и экспериментальных жесткостных характеристик дает возможность установить зависимость

Непосредственным следствием уменьшения запасов по жесткости или прочности отдельных частей устрой-t ства является снижение веса. Налицо, казалось бы, обычное противоречие между жесткостью частей устройства и их весом, разрешаемое обычным компромиссом. Но в реальной конструкции, где все взаимосвязано, уменьшение габаритов и снижение веса отдельных частей вызывает далеко идущие последствия. В частности, снижение веса, сопровождаемое ухудшением жесткостных характеристик каких-либо деталей, может в то же время сопровождаться улучшением других жесткостных характеристик, существенных для нормального функционирования устройства в целом. При этом может быть получен немалый выигрыш в надежности. Так, например, уменьшая толщину стенок несущей коробки гиро-платформы (см. рис. 2.4), мы уменьшаем жесткость коробки, однако собственная резонансная частота подвесной части гиростабилизатора при этом увеличивается. Но улучшение частотных характеристик гиростабилизатора может дать несравненно больший положительный эффект с точки зрения работы устройства в условиях вибрации, чем несущественные выгоды от больших запасов по жесткости коробки гироплатформы.

Эффективность использования ребер жесткости определяется различными факторами как физического (величины KIC, Ke\ так п силового и геометрического характера (через коэффициент ии-топсивностн напряжений К, значение которого зависит от геометрии трещины, схемы приложения усилий, жесткостных параметров ребер и условий их закрепления и т. п.). Так, в работе [341] рассмотрено влияние ремонтных заплат на коэффициент интенсивности напряжений прямолинейной трещины в пластине толщиной t, растягиваемой па бесконечности усилиями, перпендикулярными трещине. При расчетах прямоугольная заплата размерами 2Н X 2ft заменялась полосами шириной ft/10, работающими только на растяжения и прикрепленными к пластине в N равномерно размещенных точках с тагом А, как показано па

Методика измерения жесткостных параметров анизотропных материалов при использовании образцов, находящихся в неоднородном напряженном состоянии, была продемонстрирована в работе [26]. Однако в случае, когда измеряемые механические параметры определяются локальным поведением материала, осуществление экспериментов при одновременном выполнении обоих ограничений может приводить к значительному упрощению в обработке результатов. Разрушение является локальным процессом, и его начало в образце редко можно определить априори. Для того чтобы разделить влияние локальных

для каждого критерия качества были назначены области допустимых отклонений от минимального значения. Оказалось, что из 32 рассмотренных моделей только три удовлетворяли всем расширенным требованиям, причем достигалось это путем уменьшения в допустимых пределах жесткостных параметров редуктора. При номинальных значениях параметров в диапазоны частот (7.83) попадали две собственные частоты. В трех лучших моделях все резонансные частоты оказались достаточно удаленными от частотных областей Act*! и Дсод. Благодаря этому удалось понизить уровни вибраций корпуса и опор и тем самым снизить виброактивность всего редуктора.

Этап 1. В головной программе АКУСТ вводятся исследуемый диапазон частот (W начальное и W конечное) и шаг изменения частоты (AW). Здесь же вводятся значения всех инерционно-жесткостных параметров, вид и величина возбуждения.

где х — 3-мерный вектор обобщенных координат; М, К — симметрические положительно определенные матрицы размерности 3x3, элементы которых — функции инерционных и жесткостных параметров модели. Собственные частоты fi колебаний системы

Вопросу отстройки собственных частот с изменением инерционных и жесткостных параметров динамической системы посвящены работы [1—5]. К сожалению, отстроить все собственные частоты от рабочего диапазона частот при заданных пределах изменения параметров системы в большинстве случаев не удается, и динамическая система вынуждена работать при резонансах.

Предлагается оценивать виброактивность сложной динамической системы на резонансе с помощью собственных форм. Улучшение виброактивности системы на резонансе путем изменения инерционных и жесткостных параметров системы сводится к минимаксной задаче оптимизации одной из амплитуд системы, максимальное значение которой ищется по нормированным собственным формам.

3)расчет амплитудно-частотных характеристик вибраций при заданных значениях инерционных и жесткостных параметров, а также возмущающих сил;

Для рассматриваемых электромеханических систем каждая из величин Ъц (i = 1, 2, . . ., га), даже при соответствующем масштабировании, является достаточно большой. Это вызвано преобладающим влиянием жесткостных параметров.

гания с точки зрения свободы системы от резонансов крутильных колебаний, определение частот и напряжений систем при варьировании рядом жесткостных параметров, выбор места установки демп-

Учет степени гибкости можно выразить функциональной зависимостью е = f(K, q, M) и для конкретных жесткостных параметров ротора использовать