Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

10.06 Структурная акустика и вибрации

 

Яганов В.М. «Собственные колебания вращающегося упругого стержня с демпфером» Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Математика. Механика. Физика, 11, № 2, с. 36-43 (2019)

Рассматриваются собственные колебания упругого стержня, находящегося в поле центробежных сил инерции и опирающегося на вязкоупругий демпфер. Эта математическая модель с достаточной для инженеров достоверностью описывает динамические процессы вращающихся лопаток турбин, рабочей части иглофрезы и прочих подобных механизмов. Постановка задачи о собственных значениях базируется на вариационном принципе и ставится в комплексной форме. Такой подход позволяет оценивать демпфирующую способность стержня через мнимую часть собственной частоты (коэффициент демпфирования), а также легко усложнять и варьировать параметры конструкции. Например, рассматривать стержень с переменным поперечным сечением или переменной плотностью по длине. Достоверность результатов методики в статье доказана путем сравнения их с имеющимися в литературе данными. Основным результатом следует считать, что для структурно-неоднородных конструкций (т.е. конструкций, состоящих из упругих и вязкоупругих элементов) можно при неизменной реологии демпфера увеличить интенсивность гашения колебаний за счет рационального выбора их геометрических или упругих параметров. Причем максимум поглощаемой энергии как в первом, так и во втором случае, определяют совместно коэффициенты демпфирования двух низших форм колебаний. Из принципа minmax следует, что в качестве глобального коэффициента демпфирования выступают поочередно коэффициенты демпфирования 1 и 2-й форм колебаний. В точке экстремума наблюдается максимальное взаимодействие 2-х низших форм колебаний, в результате чего и наблюдается этот синергетический эффект. Очевидно, что в случае вынужденных колебаний подобранные параметры механической системы обеспечат минимальные резонансные амплитуды.

Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Математика. Механика. Физика, 11, № 2, с. 36-43 (2019) | Рубрики: 04.15 10.06

 

Глот И.О., Матвеенко В.П., Цветков Р.В., Шардаков И.Н., Шестаков А.П. «Пространственно-временное распределение деформационных процессов в железобетонной конструкции при ударно-волновом воздействии (расчет, эксперимент)» Известия Российской академии наук. Механика твердого тела, № 2, с. 72-84 (2019)

Статья посвящена экспериментально-теоретическому исследованию деформационных процессов в железобетонной конструкции, представляющей собой фрагмент сборно-монолитного здания в масштабе 1:2. Анализируется распространение упругих волн, вызванных ударным воздействием на различные части конструкции. Приводятся результаты численного моделирования распространения упругой волны по элементам конструкции. На основе данных математического моделирования разработаны схемы экспериментального исследования конструкции, выбраны параметры силового воздействия и характеристики аппаратуры, регистрирующей деформационный отклик. Приводятся данные физического эксперимента по ударно-волновому воздействию на конструкцию в режиме упругого деформирования.

Известия Российской академии наук. Механика твердого тела, № 2, с. 72-84 (2019) | Рубрики: 05.04 10.06

 

Чернов Ю.Т. Аналитические методы расчета. Основы проектирования и нормирования вибраций строительных конструкций, подвергающихся эксплуатационным динамическим воздействиям. 2-е изд., испр. и доп. (2011). 384 с.

Рассматриваются вопросы, связанные с расчетом, проектированием и нормированием уровня колебаний строительных конструкций, подвергающихся динамическим воздействиям (преимущественно от виброактивного оборудования). В первом разделе приводятся основные сведения из аналитической механики и некоторых разделов математики (теории матриц, обобщенных функций, интегралов и рядов Фурье), которые используются далее при выводе расчетных зависимостей. Основное внимание уделено изложению аналитических методов прикладной динамики – "нормальных форм" и методов, основанных на использовании передаточных и импульсных переходных функций линейных динамических систем. В качестве иллюстрации этих методов рассмотрен ряд задач динамического расчета строительных конструкций, в частности перекрытий и тонких фундаментных плит совместно с оборудованием, массивных тел, применительно к расчету массивных фундаментов и виброизолированного оборудования. Рассмотрены некоторые задачи и даны алгоритмы расчета нелинейных систем с конечным числом степеней свободы. Приводятся общие положения проектирования строительных конструкций, основные принципы нормирования и нормируемые параметры вибраций, задачи и анализ результатов инструментальных обследований колебаний.

Аналитические методы расчета. Основы проектирования и нормирования вибраций строительных конструкций, подвергающихся эксплуатационным динамическим воздействиям. 2-е изд., испр. и доп. (2011). 384 с. | Рубрики: 02 10.06

 

Винокуров Д.К. «Особенности компьютерного моделирования лучистого теплообмена космических аппаратов в зеркально-диффузном приближении» Математическое моделирование, 31, № 2, с. 48-62 (2019)

Рассмотрены особенности компьютерного моделирования лучистого теплообмена космических аппаратов в зеркально-диффузном приближении характера отражения поверхностей по алгоритмам, реализующим непосредственный расчет разрешающих угловых коэффициентов методом Монте-Карло, и по алгоритму автора, реализующему расчёт через определение полуразрешающих угловых коэффициентов поглощённого излучения. Показано влияние способа аппроксимации поверхностей геометрической модели и расчётного алгоритма на результаты расчёта потоков и температур.

Математическое моделирование, 31, № 2, с. 48-62 (2019) | Рубрики: 06.18 10.06 17

 

Курбатова Г.И., Ермолаева Н.Н., Никитчук Б.Я. «Модели оледенения и оттаивания внешней поверхности морского газопровода в северных морях» Математическое моделирование, 31, № 5, с. 319 (2019)

Представлены модели оледенения и оттаивания внешней поверхности морского газопровода в северных морях. В модели оледенения предложена модификация условия Стефана, позволяющая учесть особенность нарастания льда в соленой воде. Приведены алгоритм численного решения нестационарной задачи оледенения (оттаивания) многослойной цилиндрической области методом явного выделения фронта и результаты расчета вариантов этих задач, представляющих практический интерес. Получены качественные оценки допустимости перехода к квазистационарному варианту модели оледенения (оттаивания) многослойных областей, приведено количественное условие допустимости квазистационарного приближения в расчетах оледенения (оттаивания) многослойной области. Эти оценки имеют большое значение при создании эффективных вычислительных алгоритмов расчета неустановившихся режимов транспортировки газа по морским газопроводам. Для задач оттаивания поверхности морского газопровода приведено уравнение, позволяющее найти минимальную толщину слоя льда в исследуемых условиях.

Математическое моделирование, 31, № 5, с. 319 (2019) | Рубрики: 06.18 06.20 10.06

 

Чубань В.Д. «Расчет шимми многоколесной опоры шасси самолета» Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 50, № 2, с. 69-80 (2019)

Предложен метод расчета шимми многоколесного шасси без демпфера шимми, основанный на использовании частот и форм собственных колебаний стойки в точках осей колес. Для получения частот и форм собственных колебаний стойки шасси предполагается использование метода конечных элементов. Предлагаемый метод позволяет перейти к более точной модели упругой связи многоколесной стойки с самолетом и землей. Применение метода иллюстрируется расчетами шимми симметричной двухколесной опоры. Показано, что в этом частном случае расчеты по предлагаемому методу совпадают с результатами расчетов по РДК. В качестве практического примера рассмотрен анализ шимми основной опоры шасси пассажирского самолета

Ученые записки Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), 50, № 2, с. 69-80 (2019) | Рубрики: 08.14 10.06

 

Калинина А.В., Владов М.Л., Волков В.А., Аммосов С.М., Волков Н.В. «Изучение вибраций несущих конструкций надвратной церкви с колокольней Данилова монастыря при звоне комплекта исторических колоколов» Вопросы инженерной сейсмологии, 46, № 1, с. 49-61 (2019)

В сентябре 2008 г. в Свято-Данилов монастырь в Москве был возвращен исторический комплект колоколов. Колокола общим весом 27 т были размещены на колокольне с использованием новой системы подвеса. В статье изложены результаты оценки параметров колебаний элементов конструкции колокольни и здания Надвратной церкви с точки зрения существующих норм безопасности. Измерения проведены в 19 пунктах с использованием трехкомпонентных широкополосных велосиметров CMG-6T GURALP. По результатам исследований сделан вывод, что вибрационное воздействие на колокольню и храм не превышает существующие нормы допустимых вибрационных воздействий на памятники архитектуры.

Вопросы инженерной сейсмологии, 46, № 1, с. 49-61 (2019) | Рубрики: 09.07 10.06

 

Заплетников И.Н., Пильненко А.К., Севаторова И.С. «Моделирование крутильных колебаний в виброакустических системах машин очистки корнеклубнеплодов» Noise Theory and Practice (Электронный ресурс), 5, № 1, с. 16-26 (2019)

Представлены методика расчета и динамическая модель виброакустической системы машин очистки корнеклубнеплодов типа МОК. Наглядно показана типовая кинематика этих машин. Расчеты моментов инерции и жесткостей системы произведены для машины МОК-150, серийно выпускаемой заводом торгового машиностроения г. Барановичи Республики Беларусь. Динамическая модель машины представлена в виде пятимассовой системы. В качестве масс принимались вращающиеся звенья машины, начиная от ротора электродвигателя и заканчивая терочным диском, в качестве упругих элементов – валы и клиноременная передача. Приведены уравнения для определения потенциальной и кинематической энергии системы. Рассчитаны приведенные к валу электродвигателя моменты инерции масс машины и приведенные коэффициенты жесткости участков вала. Для описания крутильных колебаний системы использовано уравнение Лагранжа. Составлены системы из пяти дифференциальных уравнений второго порядка. Решение системы произведено в программе Matcad. В результате определены для машины МОК-150 собственные и вынужденные частоты и амплитуды крутильных колебаний виброакустической системы. Проведен анализ полученных результатов расчета.

Noise Theory and Practice (Электронный ресурс), 5, № 1, с. 16-26 (2019) | Рубрика: 10.06

 

Кустов О.Ю., Храмцов И.В., Бульбович Р.В., Лобов М.А. «Лобовая оценка акустических характеристик звукопоглощающей конструкции при наклонном расположении в интеферометре» Научно-технический вестник Поволжья, № 3, с. 53-56 (2019)

На основе технологии 3D-печати создан образец однослойной сотовой звукопоглощающей конструкции из PET-пластика со стандартным размером сотовой ячейки и со степенью перфорации 5%. Акустические характеристики данного образца имеют хорошее согласование с аналогичными образцами, напечатанными под наклоном. Акустические характеристики определялись на интерферометре с нормальным падением волн.

Научно-технический вестник Поволжья, № 3, с. 53-56 (2019) | Рубрика: 10.06

 

Тарасик В.П. «Физические основы процесса демпфирования колебаний в системе подвески автомобиля» Вестник Белорусско-Российского университета, № 1, с. 62-77 (2019)

Изложены результаты исследований влияния релаксационного элемента на виброзащитные свойства подвески автомобиля. Получены амплитудно-частотные характеристики подвески в зависимости от расположения релаксационного элемента в колебательной системе, графики спектральных плотностей ускорений масс и распределения среднеквадратических значений ускорений человека на сиденье пооктавным полосам частот для двух видов дорог – шоссе с асфальтовым покрытием удовлетворительного качества и шоссе с изношенным бетонным покрытием. Показаны возможности изменения характеристик подвески посредством релаксационного элемента.

Вестник Белорусско-Российского университета, № 1, с. 62-77 (2019) | Рубрика: 10.06

 

Селезнев И.А., Глебова Г.М., Жбанков Г.А., Харахашьян А.М. «Экспериментальное исследование характеристик векторно-скалярного поля структурной помехи» Подводные исследования и робототехника, № 1, с. 55-61 (2019)

Для приемных систем, установленных на борту судна, одним из важнейших типов шумов, дающим значительный вклад в суммарное шумовое поле, является структурная помеха, создаваемая вибрациями элементов корпуса. Разработка, анализ и выбор эффективных алгоритмов обработки сигналов, базирующихся на измерении двух компонент поля, требует знания характеристик векторно-скалярного акустического поля шумов, на фоне которых выполняется обнаружение цели. Такие характеристики обнаружения приемных систем, как вероятность правильного обнаружения и ложной тревоги, рассчитываются с использованием плотности вероятности сигналов и шумов. Поэтому особый интерес представляют статистические характеристики компонент векторно-скалярного поля. В работе представлены результаты экспериментального исследования характеристик векторно-скалярного шумового поля на приемном элементе, установленном на борту носителя, и состоящем из скалярного датчика и трех ортогональных векторных датчиков. Анализируются энергетические и статистические характеристики структурной помехи, как скалярной и векторных компонент поля, так и для мультипликативной компоненты – потока мощности. Показано, что экспериментальные результаты совпадают с результатами компьютерного моделирования, полученными при расчете характеристик акустического поля методом случайных источников. Как следствие, рекомендуется при проектировании векторно-скалярных приемных систем, устанавливаемых на борту, использовать метод случайных источников, который значительно упрощает расчеты. На основе сравнительного анализа среднеквадратических ошибок оценки компонент поля показана высокая эффективность обнаружения локального источника сигналов при использовании мультипликативной компоненты акустического поля – потока мощности.

Подводные исследования и робототехника, № 1, с. 55-61 (2019) | Рубрика: 10.06

 

Чайнов Н.Д. «Структурный шум и улучшение акустических характеристик транспортных энергоустановок» Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Серия: Машиностроение, № 1, с. 120-128 (2019)

Снижение шума, возникающего при работе различных машин и механизмов, --- это актуальная задача, в частности, применительно к энергетическим установкам и прежде всего к двигателям внутреннего сгорания. Излучение звука при вибрации поверхностей корпусных деталей является одним из основных проявлений шума работающего двигателя и называется структурным шумом. Численными методами определены вибрации наружных поверхностей сложных корпусных деталей и рассчитаны их акустические характеристики. При этом весьма эффективной оказалась реализация сочетания методов конечных и граничных элементов, использованных при расчете вибраций элементов конструкции и структурного шума соответственно. Приведены результаты расчетного анализа структурного шума применительно к ряду автомобильных двигателей

Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Серия: Машиностроение, № 1, с. 120-128 (2019) | Рубрика: 10.06

 

Соломахова Т.С. Радиальные вентиляторы: Аэродинамика и акустика (2015). 460 с.

Книга посвящена проблемам аэродинамики и акустики радиальных вентиляторов, которые широко применяют в различных отраслях народного хозяйства. Обобщаются материалы, полученные в результате многолетних расчетно-теоретических и экспериментальных исследований, выполненных в ЦАГИ им. проф. Н.Е.Жуковского. Впервые представлен инженерный метод расчета аэродинамических и акустических характеристик вентиляторов с лопатками колеса, загнутыми по направлению и против направления вращения колеса. Особое внимание уделено созданию высокоэффективных радиальных вентиляторов для вентиляционного и технологического оборудования с высокими показателями энергоэффективности. Рассмотрены условия работы вентиляторов в сети, устойчивая работа нескольких вентиляторов на одну сеть, выбор оптимального варианта машин на заданные параметры с учетом дополнительных требований, проблемы регулирования, методы аэродинамических и акустических испытаний, вопросы шумообразования в вентиляторе и способы снижения создаваемого шума.

Радиальные вентиляторы: Аэродинамика и акустика (2015). 460 с. | Рубрики: 02 08.14 10.06