Науковий вісник НГУ

Пружні, частотні та характеристики стійкості пластинчастих вузлів з’єднання вібраційних машин

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Зміст №2 2024

Останнє оновлення: 11 травня 2024

Опубліковано: 30 листопада -0001

Перегляди: 693

Authors:

В.П.Шпачук*, orcid.org/0000-0002-1714-8648, Харківський національний університет міського господарства імені О.М.Бекетова, м. Харків, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

О.О.Чупринін, orcid.org/0000-0002-8757-559X, Харківський національний університет міського господарства імені О.М.Бекетова, м. Харків, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Т.О.Супрун, orcid.org/0000-0002-9666-5909, Харківський національний університет міського господарства імені О.М.Бекетова, м. Харків, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

* Автор-кореспондент e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

повний текст / full article

Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2024, (2): 082 - 087

https://doi.org/10.33271/nvngu/2024-2/082

Abstract:

Мета. Формалізувати конструкцію пружного елемента вузла з’єднання багатоосьової вібраційної машини пластиною у вигляді внутрішніх вирізів і автономних перемичок. Отримати залежність жорсткості пластинчастого пружного елемента в напрямку вібрації, що передається, від модуля пружності матеріалу пластини, площі перерізу окремої перемички, її довжини, ширини й товщини. Визначити граничні значення змушуючих сил машини, що задовольняють умовам стійкості перемичок пакета пластин за Ейлером.

Методика. Під час створення конфігурації пружного елемента у вигляді поздовжніх перемичок парної кількості й моделювання характеристики жорсткості вузла з’єднання використані методи прикладної механіки й теорії опору матеріалів.

Результати. Базовими результатами роботи є математичне й фізичне моделювання характеристик пружності, стійкості та взаємовпливів у робочому та сполученому напрямках стосовно вузлів з’єднання багатокоординатних вібраційних машин, що реалізовані через плоскі багатосекційні пластинчасті елементи. У сукупності це дозволяє створити енергоефективні вібраційні машини, підвищити точність програмного руху їх робочого органу, що у свою чергу збільшує, при видобутку корисних копалин – продуктивність гірничорудної техніки, а при механічних випробуваннях – їх достовірність.

Наукова новизна. Полягає в тому, що вперше отримана залежність жорсткості пластинчастого пружного елемента в напрямку вібрації, що передається, від модуля пружності матеріалу пластини, площі перерізу окремої перемички, її довжини, ширини й товщини. Показано, що жорсткість пластини у сполученому напрямку прямо пропорційна модулю пружності матеріалу, ширині перемички, її товщині в кубі та обернено пропорційна довжині перемички у третьому ступені. Встановлено, що для забезпечення умов стійкості перемичок пакета пластин стосовно граничних значень сил віброзбудників машини існує їх прямо пропорційна залежність від кількості пластин у пакеті, модуля пружності матеріалу, ширини перемички й товщини пластини у третьому ступені, і обернено пропорційна від довжини перемички у квадраті.

Практична значимість. Уперше запропонована конструктивна механічна модель пружного елемента, що представлений пластиною, поділеною внутрішніми прямими прорізами на ідентичні за шириною й довжиною зовнішні та внутрішні перемички. Створено реальний пластинчастий вузол з’єднання, наведені його експериментальні характеристики жорсткості в залежності від кількості пластин у пакеті.

Ключові слова: вібраційна машина, пластинчастий пружний елемент, жорсткість, стійкість, діапазон робочих частот

References.

1. Shpachuk, V. P. (2018). Synergistic effect in the dynamics of multidimensional mechanical systems: monograph. Kharkiv: KhNUMHim. O. M. Beketova. ISBN 978-966-695-435-3.

2. Batt, G. (2016). Simultaneous Multi-Translational-Axis Motion used in the Evaluation of Product Component Frequency Response and Unit Load Stability. International Journal of Advanced Packaging Technology, 4(1), 200-215.

3. Roberts, C., & Ewins, D. (2018). Multi-axis vibration testing of an aerodynamically excited structure. Journal of Vibration and Control, 24(2), 427-437. https://doi.org/10.1177/1077546316642064.

4. Knight, C., Remedia, M., Aglietti, G., & Richardson, G. (2022). Satellite Vibration Testing: Angle optimisation method to Reduce Overtesting. Acta Astronautica, 147, 205-218. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2018.04.004.

5. Herisanu, N., & Marinca, V. (2021). A Solution procedure combining analytical and numerical approaches to investigate a two-degree-of-freedom vibro-impact oscillator. Mathematics, 9(12), 1374. https://doi.org/10.3390/math9121374.

6. Zukovic, M., Hajradinovic, D., & Kovacic, I. (2021). On the dynamics of vibro-impact systems with ideal and non-ideal excitation. Meccanica, 56(2), 439-460.

7. Nath, N., & Aglietti, G. (2023). Quantification of the Effect of Simultaneous Tri-Axis over Sequential Single-Axis Vibration Testing. AIAA Journal, 61(2), 890-906. https://doi.org/10.2514/1.j062101.

8. Liu, Y., PáezChávez, J., Guo, B., & Birler, R. (2020). Bifurcation analysis of a vibro-impact experimental rig with two-sided constraint. Meccanica, 55(12), 2505-2521. https://doi.org/10.1007/s11012-020-01168-4.

9. Laura, D. Jacobs, Garrett, D. Nelson, & John, H. Hofer (2016). Responses of Structures to SDoF. MDoF Vibration Testing, Sensors and Instrumentation. Sensors and Instrumentation, 5, 83-94.

10. Shpachuk, V., Dudko, V., & Kostenko, I. (2016). Ergonomic aspects of test objects of the spatial structure on the vibration reliability.  Municipal Economy of Cities, (130), 2-7.

11. Cao, Q., Shi, H., Xu, W., Xiong, C., Yang, Z., & Ji, R. (2022). Theoretical and experimental studies of impact energy and rock-drilling efficiency in vibro-impact drilling. Journal of Energy Resources Technology, 144(2), 023201. https://doi.org/10.1115/1.4050881.

12. Kovalevska, I., Samusia, V., Kolosov, D., Snihur, V., & Pysmenkova, T. (2020). Stability of the overworked slightly metamorphosed massif around mine working. Mining of Mineral Deposits, 14(2), 43-52. https://doi.org/10.33271/mining14.02.043.

13. Litomin, I., Tolmachov, I., & Galkin, A. (2016). Use of the distribution center in the Ukrainian distribution system. Transportation research Procedia, 16, 313-322. https://doi.org/10.1016/j.trpro.2016.11.030.

14. Gursky, V., Korendiy, V., Kuzio, I., & Kachur, O. A. (2022). New Method of Optimization Synthesis of Vibro-Impact Systems. Lecture Notes in Mechanical Engineering, 91-100. https://doi.org/10.1007/978-3-031-06044-1_9.

15. Iegorov, O., Iegorova, O., & Miroshnik, O. A. (2020). Improving the accuracy of determining the parameters of induction motors in transient starting modes. Energetika (Lithuania), 66(1), 15-23. https://doi.org/10.6001/energetika.v66i1.4295.

16. Hooper, J., James, M., Gael, H., Julie, S., & Darren, W. (2018). Multi-axis vibration durability testing of lithium ion 18650 NCA cylindrical cells. Journal of Energy Storage, 15, 103-123. https://doi.org/10.1016/j.est.2017.11.006.

17. Matusevych, O., Khvorost, M., & Malysheva, V. (2017). Method for determining a technical resource of the power traaa under operating conditions. Eastern-European Journal of Enterprise Technologiesthis, 3(8-87), 4-9.

18. Son, W., Yunchul, H., Taeyoung, O., Seunghoon, W., Sungwoo, C., & Jinwoo, Y. (2022). PG-Based Vehicle-In-the-Loop Simulation for System Development and Consistency Validation. Electronics, 11(24), 4073. https://doi.org/10.3390/electronics11244073.

19. Venkat, V., Singh, A. K., Srikrishna, M. S., & Jhorar, R. (2016). Design, Analysis and Testing of Multiaxis Vibration Fixture for Electronic Devices. Indian Journal of Science and Technology, September 2016, 1-7.

20. Iegorov, O., Iegorova, O., Miroshnik, O., & Cherniuk, A. (2021). A calculated determination and experimental refinement of the optimal value of the single-phase induction motor transformation ratio. Energetika, 67(1), 13-19. https://doi.org/10.6001/energetika.v67i1.4483.

• < Попередня
• Наступна >