Науковий вісник НГУ

Вібраційні системи кранів, керовані мехатронними присроями з магнітореологічною рідиною: нелінійна математична модель поведінки та оптимізація робочих режимів

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Геотехнічна і гірнича механіка, машинобудування

Останнє оновлення: 13 січня 2015

Опубліковано: 13 січня 2015

Перегляди: 5119

Автори:

В.С. Ловейкін, доктор технічних наук, професор, Національний університет біоресурсів і природокористування України, завідувач кафедри конструювання машин, м.Київ, Україна

Ю.В. Човнюк, кандидат технічних наук, доцент, Національний університет біоресурсів і природокористування України, профессор МКА, доцент кафедри конструювання машин, м.Київ, Україна

А.П. Ляшко, Національний університет біоресурсів і природокористування України, аспірант, м.Київ, Україна

Реферат:

Мета. Обґрунтування нелінійної математичної моделі поведінки та оптимізації робочих режимів для вібраційних систем кранів, що керовані мехатронними пристроями з магнітореологічною рідиною.

Методика. Використані методи механіки та математичної фізики.

Результати. Наведена нелінійна математична модель поведінки та оптимізації режимів руху (робочих режимів) вібраційних систем вантажопідйомних кранів, керованих мехатронними пристроями з магнітореологічною рідиною. Також наведена характеристика в’язкості рідини, якою можна керувати докладанням зовнішнього (магнітного) поля. Був розрахований еквівалентний коефіцієнт загасання на основі принципу енергії, що розсіюється протягом одного циклу роботи демпфера, при постійній силі зовнішнього поля. Коли маса або жорсткість – змінні величини, еквівалентний коефіцієнт демпфірування може бути встановлений відповідним регулюванням сили зовнішнього поля, щоб мати навмисну/постійну роботу коливальної, демпферної системи крана у критичному чи іншому обраному стані.

Наукова новизна. Застосування рідини з магнітореологічним ефектом у кранових системах у режимах пуску/зупинки дозволяє істотно зменшити небажані перевантаження, коливання й резонанси, що виникають у них. А також дозволяє оптимізувати траєкторію їх руху, що визначається не тільки стандартними характеристиками (переміщення, швидкість, прискорення), але й похідними у часі від закону руху системи третього та четвертого порядків (ривок).

Практична значимість. Робота представляє випадки застосування періодичної зміни сил зовнішньої, синхронізованої з періодами періодичного переміщення крана, коливальної системи для постійного оптимального управління силою демпфірування всередині кожного циклу.

Список літератури / References:

1. Choi, S.B., Hong, S.R, Cheong, C.C. and Park, Y.K. (1999), “Comparison of field-controlled characteristics between ER and MR clutches”, Journal of Intelligent Material Systems and Structures, vol.10, pp. 615–619.

2. Choi, S.B., Hong, S.R., Sung, K.G., Sohn, J.W. (2008), “Optimal control of structural vibrations using a mixed-mode magnetotheological fluid mount”, International Journal of Mechanical Sciences, vol. 50, pp. 559–56.

3. Kamath, G.M., Werely, N.M. and Jolly, M.R. (1999), “Characterization of magnetorheological helicopter lag dampers”, Journal of the American Helicopter Society, vol. 44, pp. 234–248.

4. Pang, L., Kamath, G.M. and Wereley, N.M. (1997), “Analysis and testing of a linear stroke magnetorheological damper”, AIAA/ASME Adaptive Structures Forum, Paper No. AIAA 98–2040, Long Beach, CA.

5. Spencer, Jr.B.F., Dyke, S.J., Sain, M.K. and Carlson, J.D. (1997), “Phenomenological model for a magnetorheological damper”, Journal of Engineering Mechanics ASCE, vol.123, pp. 230–238.

6. Weiss, K.D., Duclos, T., Carlson, J.D., Chrzan, J.M. and Margida, A.J. (1993), “High strength magneto- and electrorheological fluids”, Society of Automotive Engineers, SAE Paper 932451.

7. Weiss, K.D., Carlson, J.D. and Nixon, D.A. (1994), “Viscoelastic properties of magneto- and electrorheological fluids”, Journal of Intelligent Material Systems and Structures, vol.5, pp. 772–775.

Carlson, J.D., Cantanzarite, D.M. and Clair, K.A.S. (1996), “Commercial magnetorheological fluid devices”, International Journal of Modern Physics B, vol.10, pp. 23–24, 2857–2865.

2014_6_loveikin
2015-01-13  383.86 KB  1169

• < Попередня