Механики XXI веку №15 2016

312 / 457

Механики XXI веку. № 15 2016 г.
312
УДК 62.752
Влияние дополнительных инерционных сил в динамике
механических колебательных систем с рычажными механизмами
Каимов Е.В.a, Артюнин А.И.b, Ермошенко Ю.В.с
Иркутский государственный университет путей сообщения, 664074, ул. Чернышевского, 15, г. Иркутск,
Россия
a b c
Ключевые слова: механическая колебательная система, математическая модель, рычажный
механизм
Предлагается метод построения математических моделей для механических колебательных систем с
дополнительными связями в виде механических цепей, состоящих из стержней с закрепленными на них точеч-
ными массами. Такие структуры представляют собой двухповодковые группы Ассура. Особенность подхода
заключается в оценке влияния дополнительных связей на вид амплитудно-частотных характеристик в задачах
вибрационной защиты технических объектов. Предлагается обобщенный подход, связанный со структурными
интерпретациями механизмов в составе механических колебательных систем с использованием понятий об
устройствах с преобразованием движения. По существу, такое определение может быть отнесено к любому
механизму, так как передача движения в механической цепи, так или иначе, связана с преобразованием движе-
ния. Устройством для преобразования движения (УПД), в частности, может быть назван несамотормозя-
щийся винтовой механизм с функциями типового дифференцирующего звена второго порядка.
Введение. Рычажные связи и механизмы широко представлены в различных конструктивно-
технических формах, характерных для решения многих задач динамики машин, в том числе в задачах
виброизоляции и виброзащиты технических объектов. В механических колебательных системах
обычного вида рычажные связи проявляются в специфических формах, что раскрывается при исполь-
зовании структурных математических моделей системы и соответствующего аппарата частотного
анализа динамических систем.
В более наглядной форме рычажные связи проявляются при рассмотрении динамических
взаимодействий в механических колебательных системах, где парциальные системы отражают свой-
ства твердых тел, совершающих угловые колебания. В таких случаях рычажные связи реализуются в
виде рычагов первого и второго родов и в различных формах простых и сложных соединений. Меха-
нические колебательные системы, как расчетные схемы технических систем и виброзащитных сис-
тем, в частности, могут иметь в своем составе различные структурные образования из типовых эле-
ментарных звеньев, в том числе и механизмов, состоящих из твердых тел, соединенных определен-
ными кинематическими парами. Часто такие образования рассматриваются в виде отдельных блоков
или так называемых групп Ассура [1].
В задачах динамики плоских механизмов широко используются двухповодковые группы Ас-
сура. В [2 – 4] нашли отражение вопросы оценки динамических свойств виброзащитных систем, в
которых рычажные связи реализуются шарнирно-рычажными механизмами. Что касается отображе-
ния динамических свойств подобного рода, то необходимо принять во внимание особенности движе-
ния таких структурных образований, поскольку виброзащитная система рассматривается, как прави-
ло, в состояниях малых колебаний относительно положения статического равновесия. Аналогичные
случаи характерны и для динамики транспортных средств и технологических машин вибрационного
типа.
Большим разнообразием рычажных связей отличаются механические системы, включающие в
состав устройства для преобразования движения, а также механические цепи и механизмы различной
природы. Такие подходы часто реализуются в конструкциях подвесок транспортных машин, при раз-
работке вибрационных технологических машин, при создании которых решаются вопросы создания
определенных пространственных структур вибрационного поля.
Учет особенностей рычажных связей, привносимых механическими цепями и механизмами,
требует разработки достаточно специфичных приемов построения математических моделей техниче-
ских объектов и анализа их динамических свойств.
Механизмы в структурах виброзащитных систем реализуют функции наложения дополни-
тельных связей, создающих определенные условия в решении специфических задач динамики машин
[5, 6].