Динамических исследованиях

различных машин и механизмов. При этом особое значение приобретут экспериментальные исследования систем машин автоматического действия в условиях их производственной работы с автоматической регистрацией и обработкой полученной экспериментальной информации на ЭВМ. Следует ожидать быстрый дальнейший прогресс в развитии аппаратуры для динамических исследований, определяемый задачами автоматизации и диктуемый спецификой быстро протекающих во времени динамических процессов современных машин как объектов исследования. Отличительной особенностью современных динамических исследований является их комплексный характер. Они широко проводятся как на натурных объектах (в лабораторных, производственных и эксплуатационных условиях), так и методами математического моделирования с использованием ЭВМ. Получили развитие методы планирования эксперимента, обеспечивающие необходимую точность получаемой информации.

Указание об объеме работы и применении средств вычислений при проведении конкретных расчетов студент получает у руководителя проекта. В основном при выполнении курсового проекта предусмотрено использование цифровых ЭВМ. При проведении динамических исследований и расчетов эффективно и применение АВМ. В курсовой проект могут быть включены задачи, аналогичные рассмотренным в соответствующих разделах лабораторного практикума и связанные с использованием АВМ.

различных машин и механизмов. При этом особое значение приобретут экспериментальные исследования систем машин автоматического действия в условиях их производственной работы с автоматической регистрацией и обработкой полученной экспериментальной информации на ЭВМ. Следует ожидать быстрый дальнейший прогресс в развитии аппаратуры для динамических исследований, определяемый задачами автоматизации и диктуемый спецификой быстро протекающих во времени динамических процессов современных машин как объектов исследования. Отличительной особенностью современных динамических исследований является их комплексный характер. Они широко проводятся как на натурных объектах (в лабораторных, производственных и эксплуатационных условиях), так и методами математического моделирования с использованием ЭВМ. Получили развитие методы планирования эксперимента, обеспечивающие необходимую точность получаемой информации.

как статических, так и динамических исследований. Были получены следующие результаты:

Интересны результаты динамических исследований [328] влияния скорости деформации и температуры на механическое поведение при сжатии нано структурных Си и Ni, полученных РКУ-прессованием, которые показали, что вид истинных кривых «напряжение-деформация» зависит как от скорости деформации, которая изменялась в широком диапазоне от 0,001 до примерно 4000 с"1, так и от температуры испытаний (рис. 5.5,5.6). Напряже-

1. Динамическая характеристика двигателя. Динамические процессы в механической части машинного агрегата неразрывно связаны с соответствующими процессами в приводном электродвигателе, поскольку рассматриваемая система является электромеханической. Раздельное рассмотрение указанных процессов в ряде случаев может привести к существенным погрешностям [1—2], [4]. При проведении динамических исследований и расчетов оказывается необходимым с максимально доступной полнотой учесть действительную (динамическую) характеристику двигателя, представляющую собой в общем случае зависимость между вращающим моментом и скоростью ротора-якоря двигателя.

Для отдельных классов машинных агрегатов упомянутая задача в инженерной практике решается неформальными методами на основе обобщения накопленного расчетно-эксперименталъного опыта динамических исследований. Результатом такого обобщения является обычно рабочий ансамбль частных, асимптотических моделей, правомерных при исследованиях определенного вида динамических процессов в реальных машинных агрегатах при разнохарактерных условиях их эксплуатации [28, 57]. При анализе конкретных машинных агрегатов выбор адекватной расчетной модели осуществляется в соответствии с задачами динамического исследования и может в общем случае содержать элемен-ты количественной оценки степени влияния отдельных факторов на изучаемые процессы.

В ряде практически важных случаев решение задачи (17.6) динамического синтеза существенно облегчается благодаря характерным особенностям общей картины динамической нагруженно-сти силовой цепи машинных агрегатов. К числу таких особенностей, часто встречающихся в практике динамических исследований машинных агрегатов машин различного назначения, можно отнести прежде всего наличие в рабочем скоростном диапазоне [Qi, Q2] машинного агрегата резко выраженной резонансной зоны. На рис. 83, а показан график динамических нагрузок в вало-проводе машинного агрегата транспортной машины с ДВС, иллюстрирующий указанную выше ситуацию (кривая 1). В этом случае оптимальное значение критерия Afe достигается, как правило, на границе области Gp варьируемых параметров. Оптимальному решению задачи (17.6) при этом соответствует обычно одна из угловых точек области Gp. На рис. 83, а показаны результаты решения рассматриваемой оптимизационной задачи, обеспечивающей вывод опасного резонансного режима из рабочего скоростного диапазона [Q,, Q2] (кривая 2).

3. Единообразное в структурном отношении представление динамических (следовательно, и математических) моделей различных технических систем делает возможным обобщение и систематизацию расчетных методов, применяемых для динамических исследований широкого класса разнообразных механических (и не механических) систем.

Переход от реальной машины к абстрактной эквивалентной схеме, составляющий предмет прикладной динамики машин, в подавляющем большинстве случаев представляет значительные трудности для инженеров. Решение таких задач существенно облегчается при использовании накопленного опыта. Это предопределяет содержание курса прикладной динамики, методы которой разъясняются на конкретных примерах выполненных динамических исследований.

Техническое обеспечение представляет собой совокупность устройств получения и обработки информации (диагностические приборы, преобразователи и т. п.). В АЛ применяют переносные периодические подключаемые и автоматические диагностические устройства. Последние входят в состав оборудования. Например, на станочных АЛ применяются устройства для контроля наличия смазки в основных механизмах, точности установки приспособления-спутника или заготовки на приспособлении станка, состояния фильтров системы очистки СОЖ и т. д. Аппаратура для диагностирования включает серийно выпускаемую тензометрическую и регистрирующую аппаратуру и устройства для динамических исследований, а также различные специальные устройства (для контроля целостности

Однако во время движения механизма и действия указанных сил проявляют себя еще другие силы, которые надо учитывать при точных динамических исследованиях. К таким силам относятся силы тяжести звеньев, производящие положительную работу, когда центры тяжести звеньев опускаются, и отрицательную, когда их центры тяжести поднимаются.

В результате действия движущих сил, сил полезного сопротивления и сил тяжести в кинематических парах возникают реакции, которые сами непосредственно не влияют на характер движения механизма, но на поверхностях элементов кинематических пар вызывают силы трения, с которыми приходится считаться при динамических исследованиях, Так как работа сил трения превращается

При динамических исследованиях механических систем применяются два вида дискретных динамических моделей: цепные модели и модели с направленными связями [39]. На основе цепных моделей изучаются динамические процессы, частотный спектр которых позволяет не учитывать влияние на них управляющего устройства. Модели с направленными связями используются при анализе управляемых динамических процессов в машинах.

При динамических исследованиях машинных агрегатов с ограниченным возбуждением динамический синтез, в качественном аспекте связанный с обеспечением некритического характера взаимодействия в пусковых (s, v)-x резонансных зонах двигателя и колебательной системы, целесообразно осуществлять по критерию

Одним из важнейших свойств динамических моделей механических систем является их грубость [3]. Под этим понимается свойство модели не изменять существенно характера отображаемых ею динамических процессов при малых изменениях параметров модели. Используемая при динамических исследованиях реальной механической системы ее динамическая модель является одной из возможных, отличающихся от принятой иными значениями параметров. Причина многозначности параметров модели обусловлена процессом изготовления элементов механической системы, который всегда осуществляется с некоторыми малыми отклонениями от задаваемых значений, погрешностью расчетного и экспериментального определения упруго-инерционных и диссипативных параметров элементов, малыми изменениями некоторых характеристик системы (более всего диссипативных и возмущающих сил) в процессе ее движения.

В некоторых динамических исследованиях кулачковых'механиз-мов ставится требование, согласно которому Д1Г" = 0 (отсутствие «рывка»). Следует, однако, иметь в виду, что без учета частотных свойств системы это требование, как правило, увеличивая пик1 идеальных ускорений, в то же время не гарантирует уменьшения эквивалентного скачка, в чем легко убедиться, сопоставив график х (v) при отсутствии рывка (рис. 30, г) с остальными случаями в диапазоне 0
Обычно при динамических исследованиях машин с электроприводом пользуются наперед заданными статическими характеристиками электродвигателей. Однако в некоторых режимах работы электродвигателей может оказаться, что такие расчетыл^ будут неточными, так как в них не учитывается электромагнитная инерция двигателя.

В результате действия движущих сил, сил полезного сопротивления и сил тяжести звеньев в кинематических парах возникают реакции, которые сами по себе непосредственно не влияют на характер движения механизма, но на поверхностях элементов кинематических пар вызывают силы трения. С последними приходится считаться при динамических исследованиях. Так как работа этих сил превращается в тепло, рассеивающееся в окружающую среду, то силы трения, возникающие в кинематических парах, считаются силами вредного сопротивления.

Если силы зависят от какого-нибудь другого параметра, кроме ф, например, от времени t, то приведенная сила или приведенный момент пары сил в механизмах с переменным передаточным отношением является функцией двух переменных. Возникающие в таких случаях затруднения при динамических исследованиях механизмов аналогичны только что рассмотренным.

При динамических исследованиях машинных агрегатов с помощью уравнения (62) приходится искать производную приведенного момента инерции по углу поворота звена приведения. Эту производную можно получить графическим дифференцированием функции /„(ф). Однако такой способ недостаточно точен.

Сказанное еще больше относится к машинным агрегатам с трехфазным асинхронным двигателем, у которых, по данным некоторых авторов [138], влияние электромагнитных процессов двигателя на динамику машинного агрегата является незначительным. Однако на основании имеющихся литературных данных нельзя еще указывать, когда следует учитывать электромагнитные процессы при динамических исследованиях машинных агрегатов с электродвигателями и когда влиянием электромагнитных процессов двигателя можно пренебрегать.