Комбинированным упрочнением

Управляемое устройство или машина для выполнения двигательных функций, аналогичных функциям руки человека, при перемещении объектов в пространстве, оснащенное рабочим органом, называется манипулятором. В зависимости от метода управления манипуляторы могут быть с ручным, автоматическим и интерактивным (комбинированным) управлением. Манипулятор с ручным управлением — устройство, в процессе управления которым непрерывно участвует оператор. Манипулятор с интерактивным управлением — устройство, в процессе управления которым автоматический и ручной методы управления чередуются во времени.

116. Генкин М. Д., Елезов В. Г., Яблонский В. В. Особенности некоторых схем активной виброизоляции с комбинированным управлением.— В кн.: Акустическая динамика машин и конструкций.— М.: Наука, 1973.

С КОМБИНИРОВАННЫМ УПРАВЛЕНИЕМ

Возможная схема такого рода, в дальнейшем называемая системой с комбинированным управлением, показана на рис. 1. Источник вибрации имитируется здесь массой т, активные антивибраторы — одним упругим элементом, одним вибратором и цепью управления. Податливость изолируемого объекта в данном случае не учитывается, степень гашения оценивается по уменьшению передаваемой на него силы, а не вибрации.

Рис. 1. Система активной виброизоляции с комбинированным управлением

Таким образом, устойчивая работа возможна при выборе как высокой (Tf < QI/CUQ), так и низкой (Tf > Q2/u)0) частоты среза (1/7V) частотной характеристики. В первом случае устойчивость достигается за счет низкого усиления в области потенциальной неустойчивости (вблизи и несколько ниже собственной частоты (о0), но полоса эффективного гашения слишком сильно сдвигается в сторону высоких частот. Во втором случае устойчивость достигается за счет хорошей фазочастотной характеристики в той же области. Полоса эффективного гашения включает очень низкие частоты, начиная с 0,0 1-f--г-0, 1 со о, что также нежелательно. Ниже будет показано, что схема с комбинированным управлением сочетает преимущества управления по силе (значительная величина устойчивого виброгашения) и по перемещению (возможность снижения эффективной постоянной времени, т. е. расширения диапазона частот, где амортизирующая подвеска сохраняет номинальную жесткость).

а — по схеме рис. 1, а с управлением:. / — по силе / или f + fa (Kt = fa/f = —",9; Kf = fa/(f + + /д) = —9); 2 — по относительному перемещению хг — хг = х (Кх = ialkn. — —0,9); 3 — по относительной скорости х (R = fa/x = 0,4К/и0); 4 — без управления (fa — 0); б — по схеме рис. 1, б с комбинированным управлением: / — по относительному перемещению х и силе /+/„ (К% = —0,8;

1 См. статью М. Д. Генкина, В. Г. Елезова и В. В. Яблонского «Особенности некоторых схем активной виброизоляции с комбинированным управлением», помещенную в настоящем сборнике.

М.Д. Генкин, В. Г. Елезов, В. В. Яблонский. Особенности некоторых схем активной виброизоляции с комбинированным управлением............. 61

Особенности некоторых схем активной виброизоляции с комбинированным управлением.

ABG с управлением по перемещению уже рассматривалась ранее в работах [3, 4], где проанализирована устойчивость, исследована достижимая степень гашения и проведено сравнение с системами, управляемыми по силе, по относительной скорости и с комбинированным управлением. Ниже рассмотрены основные особенности выбранной ABC.

Деформационная теория экспериментально обоснована для режимов длительного малоциклового нагружения, однако при неизотермических условиях для некоторых сложных режимов нагружения она дает значительные погрешности. В этих случаях, видимо, следует использовать уравнения состояния, полученные на основе дифференциальных соотношений. Однако применение, например, теории термо-вязкопластичности с комбинированным упрочнением для неизотермических условий нагружения ограничено вследствие математических и вычислительных трудностей, а также недостатка экспериментальных данных.

Учет этих же параметров при разработке соответствующих моделей упругопластического поведения материала при циклическом нагружении позволяет в ряде случаев перейти к последующей оценке долговечности по критерию повреждаемости без постановки дополнительных экспериментов. Такой подход реализуется, например, в главе 6 данной монографии, где в описываемой модели термовязкопластичности с комбинированным упрочнением вводится тензор остаточных микронапряжений, обусловливающий трансляцию поверхности текучести и являющийся макроскопической характеристикой ориентированных микронапряжений. При этом программа базовых экспериментов предусматривает определение функции, характеризующей смещение центра'поверх-

В общих случаях реальных условий работы элементов конструкций осуществляется, как правило, так называемое сложное на-гружение, при котором внешние нагрузки возрастают или убывают произвольным образом. Для некоторых частных случаев такого нагружения удовлетворительное описание процесса деформирования упругопластических систем можно осуществить на основе уравнений состояния дифференциального типа, например теории течения с комбинированным упрочнением (см. гл. 6).

С КОМБИНИРОВАННЫМ УПРОЧНЕНИЕМ

с комбинированным упрочнением

теория терыовязкопластичпости с комбинированным упрочнением [42 — 46, 55, 56J. Для этой модели разработана методика определения скалярных функций по результатам базового эксперимента [45, 46] и проведено сопоставление результатов натурного и численного экспериментов [46J, позволяющее сделать вывод, что указанная модель с достаточной для инженерной практики точностью описывает основные особенности кинетики напряженно-деформированного состояния материала при неизотермических нагружениях с учетом основных эффектов циклической пластичности и ползучести (по крайней мере, для траекторий, близких к лучевым). Пластическая анизотропия, связанная с ориентированными микронеоднородностями, и эффект Баушингера в данной модели описываются путем введения тензора остаточных микронапряжений PJJ. Тензор pa является макропредставителем микронапряжений, работа тензора р;;- на пластических деформациях характеризует скрытую упругую энергию микродеформаций. В соответствии с представлением, что основной причиной пластического разрыхления являются микронапряжения, скорость накопления повреждений (пластического разрыхления) должна зависеть от инвариантов тензора микронапряжений p;j-. Гипотеза о пропорциональности скорости необратимого изменения объема второму инварианту /2р тензора рг;- была выдвинута в работах [49, 56, 58, 61J и подтверждена экспериментальными исследованиями. Более грубым предположением является гипотеза о пропорциональности скорости накопления повреждений длине траектории пластического деформирования хр. Эта гипотеза находится в соответствии с рассмотренными выше экспериментальными результатами [65], показывающими, что по величине ир можно судить о соответствующей стадии процесса разрушения. Эта гипотеза приводит к более простым соотношениям, во многих случаях с достаточной для инженерной практики точностью описывающим экспериментальные результаты [51, 53]. В работах [51, 53, 56] на основе указанной гипотезы получен критерий прочности, из которого как частный случай может быть получено хорошо экспериментально проверенное уравнение Коффина — Мэнсона и который при простом нагружении дает результаты, аналогичные теории прочности II. И. Давиденкова и Я. Б. Фридмана. Критерий имеет вид

Формулировка основных уравнений теории термовязкопла-стичности с комбинированным упрочнением может осуществляться по двум направлениям.

Рассмотрим основные уравнения теории термовязкопластич-ности с комбинированным упрочнением, не учитывающие необратимое разрыхление материала [45, 46].

1. Теория термовязкопластичности с комбинированным упрочнением с достаточной для современного уровня точностью описывает эффекты переменного неизотермического деформирования материала при нагружениях, близких к лучевым.

72. Коротких Ю. Г., Крамарев Л. Н., Казаков Д. А., Патрушев Н. Л., Житнякова В. А. Исследование эффективности теории термовязкоплао тичности с комбинированным упрочнением для траекторий деформирования, близких к лучевым.— В кн.: Прикладные проблемы прочности и пластичности. Горький: Изд-во ГГУ, 1978, вып. 10.

Применяемые методы и средства малоцикловых и длительных циклических испытаний дают возможность определить основные параметры"1 обобщенных диаграмм циклического упругопласти-ческого деформирования ?•?', А, В, С, х, a, a,G(k), m (k) (см. главы 2—5) преимущественно для изотермического нагружения; определить параметры уравнений состояния Ср (кр, Т), g?» Сп (кп, Т), Кп (Т, г)) в теории термовязкопластичности с комбинированным упрочнением преимущественно для неизотермического нагружения (см. гл. 6); определить коэффициенты подобия z и параметры функций р (z), гв (Т), Е (Т), f (z), Ф (г, Т) в структурной модели среды преимущественно для циклического непропорционального нагружения с учетом неизотермичности (см. гл. 7). Для каждого из перечисленных выше подходов к получению уравнений состояния базовыми по мере усложнения условий нагружения оказываются эксперименты при однократном растяжении с варьируемыми скоростями деформирования и изотермические циклические испытания с заданными скоростями деформп-