НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Файл статьи: SE-BMSTU...o120.pdf (1260.77Кб)

УДК 620.178.7

1 МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Россия

Условия эксплуатации многих объектов характеризуются наличием ударов – интенсивных динамических нагрузок, возбуждаемых различными источниками. Однако общепринятое научное определение механического удара (ударного процесса) до сих пор отсутствует несмотря на то, что проблема удара представляет собой самостоятельный раздел механики. Определяющим количественным фактором удара является его четкая ограниченность во времени и, следовательно, сплошной спектр в бесконечном диапазоне частот. В качестве «эталонного» предлагается принять предельный ударный процесс, пропорциональный произведению его импульса и дельта-функции. В качестве количественного критерия выступает условие приближения реального процесса к нему, а именно: «завал» спектра процесса относительно начального значения, т.е. площади импульса, не должен превышать заданного в пределах некоторой частоты среза, охватывающей и частотную характеристику системы. При выполнении данного условия отклик системы будет близок к ее импульсной переходной характеристике. В упрощенной постановке рассмотрен удар однородного упругого стержня о жесткую преграду при локальных упругопластических деформациях в зоне контакта. Показано, что соотношение между уровнями «статической» компоненты и волнового наложения пропорционально отношению периода первого тона собственных колебаний (время распространения волны в прямом и обратном направлениях)  к длительности ударного импульса. «Ударный резонанс» соответствует максимальному значению коэффициента динамичности, которое соответствует определенному сочетанию длительности импульса и частоты собственных колебаний системы. Кратко рассмотрен вопрос о критериальной оценке точности измерения ударного процесса на примере колебательной системы с одной степенью свободы.  Проведено сравнение расчетных и экспериментальных данных.

1. Пановко Я.Г. Введение в теорию механического удара. М.: Наука, 1977. 224 с.
2. Батуев Г.С., Голубков Ю.В., Ефремов А.К., Федосов А.А. Инженерные методы исследования ударных процессов. 2-е изд. М.: Машиностроение, 1977. 240 с.
3. Дронг В.И., Дубинин, В.В., Ильин М.М. и др.: Курс теоретической механики: Учебник для вузов / Под общ. ред. К.С. Колесникова. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. 736 с.
4. Гольдсмит В. Удар: Теория и физические свойства соударяющихся тел / Пер. с англ. М.: Стройиздат, 1965. 448 с.
5. Кильчевский Н.А. Динамическое контактное сжатие твердых тел. Удар. Киев: Наукова думка, 1976. 319 с.
6. Cyril M. Harris, Allan G. Piersol. Harris’ Shock and Vibration Handbook. McGraw Hill, 2002. 1460 p. (Сокращенный перевод 2-го изд.: Харрис С., Крид Ч. Справочник по ударным нагрузкам. Л.: Судостроение, 1980. 360 с.)
7. Александров Е.В., Соколинский В.Б. Прикладная теория и расчеты ударных систем. М.: Наука, 1969. 200 с.
8. Ефремов А.К. Автономные информационные и управляющие системы. В 4 т. / под ред. А.Б. Борзова. Т. 4. М.: ООО НИЦ «Инженер», ООО «Онико-М», 2011. 332 с.
9. Орленко Л.П. Физика взрыва и удара. Изд. 2-е. М.: Физматлит, 2008. 304 с.
10. Селиванов В.В. Прикладная механика сплошных сред. В 2-х т. Т. 2. Механика разрушения деформируемого тела. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1999. 420 с.
11. Физика быстропротекающих процессов / под ред. Н.А. Златина. В 3 т. М.: Мир, 1971.
12. Теория автоматического управления. В 2-х ч. Ч.1. Теория линейных систем автоматического управления / под ред. А.А. Воронова. 2-е изд. М.: Высшая школа, 1986. 367 с.
13. Ефремов А.К., Капустян А.В. Особенности воспроизведения ударных воздействий при механических испытаниях // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2012. № 2. С. 1-19. Режим доступа:http://technomag.bmstu.ru/doc/322339.html (дата обращения 03.07.2016)
14. Ефремов А.К., Смирнов А.В. Экспериментальное исследование влияния волновых процессов при продольном упругопластическом ударе // Известия вузов. Машиностроение. Издание МВТУ им. Н.Э. Баумана. 1972. № 7. С. 19-24.
15. Бидерман В.Л. Теория механических колебаний. М.: Высшая школа, 1980. 408 с.
16. Дорниг А. Об измерении ускорений, возникающих при ударе // Механика. М.: ИЛ, 1959. № 4 (56). С. 123-140.
17. Прудников А.П., Брычков Ю.А., Маричев А.И. Интегралы и ряды. Элементарные функции. М.: Наука, 1981. 798 с.
18. Крылов А.Н. О некоторых дифференциальных уравнениях математической физики, имеющих приложение в технических вопросах. Изд 5-е. Л.-М.: Гостехиздат, 1950. С. 257-283.