Параметрический анализ взаимосвязи угловых и поступательных колебаний виброчувствительных систем

Авторы

  • Игорь Николаевич Шардаков Институт механики сплошных сред УрО РАН
  • Ирина Олеговна Глот Институт механики сплошных сред УрО РАН
  • Алексей Петрович Шестаков Институт механики сплошных сред УрО РАН
  • Кирилл Валентинович Собянин Институт механики сплошных сред УрО РАН
  • Дмитрий Витальевич Губский Институт механики сплошных сред УрО РАН

DOI:

https://doi.org/10.7242/1999-6691/2019.12.4.38

Ключевые слова:

пассивная виброзащита, математическая модель, вибрационные испытания, центр жесткости, центр масс, угловые колебания, демпферы, коэффициент жесткости, коэффициент диссипации

Аннотация

Современные радиотехнические комплексы, электронно-вычислительная аппаратура и навигационное оборудование, размещаемые на подвижных объектах (летательных аппаратах, кораблях, автомобилях и другом), в процессе эксплуатации могут испытывать значительные импульсные и вибрационные механические воздействия - удары, вибрации, линейные перегрузки, акустические шумы. Эти воздействия способны искажать параметры электрических сигналов, вносить дополнительные погрешности в показания приборов и даже приводить к разрушению элементов аппаратуры. Поэтому возникает необходимость в минимизации нежелательных движений этих устройств. Одним из эффективных способов решения проблемы является организация их пассивной виброзащиты, связанной с использованием инерционных, упругих, диссипативных и других пассивных элементов. В данной статье объектом исследования служит блок электронных устройств, закрепленный с помощью системы из четырех демпферов на несущей конструкции, которая подвергается поступательному вибрационному воздействию по трем взаимно ортогональным направлениям. Вследствие этого в демпфируемом блоке возбуждаются угловые колебания. Математическое моделирование реакции блока на внешние силовые факторы осуществляется в рамках классической теории динамики твердого тела. Выполнена серия численных экспериментов по определению отклика кинематических характеристик демпфируемого блока на внешнее периодическое воздействие при различных значениях коэффициентов жесткости и коэффициентов диссипации демпферов и разном положении центра масс системы. Показано, что отклонение центра масс от положения центра жесткости, а также изменение жесткостных и диссипативных характеристик демпферов в пределах статистического разброса их значений вызывают значительное увеличение угловых колебаний демпфируемого блока.

Скачивания

Данные по скачиваниям пока не доступны.
Поддерживающие организации
Работа выполнена при финансовой поддержке Комплексной программы фундаментальных исследований Уральского отделения РАН в рамках проекта № 18-11-1-10 «Исследование колебательных процессов в виброчувствительных приборах и разработка подходов и средств их виброизоляции».

Библиографические ссылки

Lee J., Okwudire C.E. Reduction of vibrations of passively-isolated ultra-precision manufacturing machines using mode coupling // Precision Engineering. 2016. Vol. 43. P. 164-177. https://doi.org/10.1016/j.precisioneng.2015.07.006">https://doi.org/10.1016/j.precisioneng.2015.07.006

Savage P.G. Strapdown inertial navigation integration algorithm design. Part 1: Attitude algorithms // J. Guid. Contr. Dynam. 1998. Vol. 21. P. 19-28. https://doi.org/10.2514/2.4228">https://doi.org/10.2514/2.4228

Lin Y., Zhang W., Xiong J. Specific force integration algorithm with high accuracy for strapdown inertial navigation system // Aero. Sci. Tech. 2015. Vol. 42. P. 25-30. https://dx.doi.org/10.1016/j.ast.2015.01.001">https://dx.doi.org/10.1016/j.ast.2015.01.001

Журавлев В.Ф. О геометрии конических вращений // Изв. РАН. МТТ. 2004. № 3. С. 3-14. (English version https://doi.org/10.3103/S0025654408030023">https://doi.org/10.3103/S0025654408030023)

Handbook of noise and vibration control / Ed. M.J. Crocker. John Wiley & Sons, 2007. 1584 p.

Bohnert K., Gabus P., Nehring J., Brandle H. Temperature and vibration insensitive fiber-optic current sensor // J. Lightwave Tech. 2002. Vol. 20. P. 267-276. https://dx.doi.org/10.1109/50.983241">https://dx.doi.org/10.1109/50.983241

Wang W., Wang X., Xia J. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0030399211001277">The nonreciprocal errors in fiber optic current sensors // Optics & Laser Technology. 2011. Vol. 43. P. 1470-1474. https://dx.doi.org/10.1016/j.optlastec.2011.05.002">https://dx.doi.org/10.1016/j.optlastec.2011.05.002

Zhang Y., Gao Z. Fiber optic gyroscope vibration error due to fiber tail length asymmetry based on elastic-optic effect // Optical Engineering. 2012. Vol. 51. 124403. https://doi.org/10.1117/1.OE.51.12.124403">https://doi.org/10.1117/1.OE.51.12.124403

Курбатов А.М., Курбатов Р.А. Вибрационная ошибка угловой скорости волоконно-оптического гироскопа и методы ее подавления // Радиотехника и электроника. 2013. Т. 58, № 8. С. 842-849. https://doi.org/10.7868/S0033849413070085">https://doi.org/10.7868/S0033849413070085

Ильинский В.С. Защита РЭА и прецизионного оборудования от динамических воздействий. М.: Радио и связь, 1982. 296 с.

Lee J., Okwudire C.E. Reduction of vibrations of passively-isolated ultra-precision manufacturing machines using mode coupling // Precision Engineering. 2016. Vol. 43. P. 164-177. https://doi.org/10.1016/j.precisioneng.2015.07.006">https://doi.org/10.1016/j.precisioneng.2015.07.006

Verbaan K., van der Meulen S., Steinbuch M. Broadband damping of high-precision motion stages // Mechatronics. 2017. Vol. 41. P. 1-16. https://doi.org/10.1016/j.mechatronics.2016.10.014">https://doi.org/10.1016/j.mechatronics.2016.10.014

Елисеев С. В., Хоменко А.П., Логунов А.С. Динамический синтез в обобщенных задачах виброзащиты и виброизоляции технических объектов. Иркутск: Изд-во Иркут. гос. ун-та, 2008. 523 с.

Фролов К.В., Фурман Ф.А. Прикладная теория виброзащитных систем. М: Машиностроение. 1980. 276 с.

Ганиев Р.Ф., Кононенко В.О. Колебания твердых тел. М.: Наука, 1976. 432 с.

Загрузки

Опубликован

2019-12-30

Выпуск

Раздел

Статьи

Как цитировать

Шардаков, И. Н., Глот, И. О., Шестаков, А. П., Собянин, К. В., & Губский, Д. В. (2019). Параметрический анализ взаимосвязи угловых и поступательных колебаний виброчувствительных систем. Вычислительная механика сплошных сред, 12(4), 446-454. https://doi.org/10.7242/1999-6691/2019.12.4.38