Численное моделирование динамического поведения пространственных элементов машиностроительных конструкций

Аннотация

Для динамического анализа многих элементов машиностроительных конструкций требуются нетрадиционные подходы, учитывающие специфику поведения, а именно, высокие угловые скорости вращения и значительные начальные напряжения, вызванные температурными градиентами, центробежными нагрузками и конструктивными решениями по сопряжению деталей. Получены линеаризованные уравнения движения в вариационной форме, которые позволяют учесть влияние предварительного напряженного состояния на динамические характеристики упругих систем. Использование трехмерных соотношений вносит ощутимое уточнение в результаты, полученные с применением теории пластин. Кроме того, предложенный подход позволяет находить собственные формы колебаний, соответствующие движению в плоскости диска. Подробные численные исследования позволяют сделать вывод о существенном влиянии предварительного напряженного состояния на собственные частоты колебаний системы. При реальных угловых скоростях вращения центробежные эффекты проявляются в возрастании собственных частот колебаний в полтора-два раза по сравнению со статической частотой. Более сложные эффекты наблюдаются при учете неравномерного температурного поля, хотя его влияние на собственные частоты менее существенно.