Клітной Володимир Вікторович. Активне гасіння вібрацій в пластинчастих елементах конструкцій із ортотропного матеріалу

brief description

Клітной Володимир Вікторович. Активне гасіння вібрацій в пластинчастих елементах конструкцій із ортотропного матеріалу: Дис... канд. наук: 05.02.09 - 2009.

Клітной В.В.Активне гасіння вібрацій в пластинчастих елементах конструкцій із ортотропного матеріалу. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.02.09 динаміка та міцність машин. Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Харків, 2009.
В ході роботи над дисертацією була побудована теорія і розроблена методика активного гасіння коливань в ортотропних пластинах на основі адаптивних схем, побудованих на базі плівкових п’єзоелектричних сенсорів і актуаторів.
Здійснено математичне моделювання дії п’єзоелектричного актуатора на ортотропну пластину, на основі заміни її механічними моментами, діючими на гранях елементу.
Ідея доцільності застосування адаптивних систем активного гасіння вібрацій, побудованих на базі плівкових п’єзоелектричних елементів, підтверджена результатами розрахунків для реальної конструкції друкарського вузла бортової апаратури.
Експериментальні схеми активного гасіння вібрацій, побудовані на базі плівкових п’єзокерамічних елементів, підтвердили їх ефективність при використанні для гасіння коливань в прямокутних пластинах, виконаних з композитного матеріалу, який характеризується ортотропними властивостями.

Дисертаційна робота присвячена вирішенню науково-практичної задачі зменшення динамічних вібрацій пластинчастих елементів конструкцій за рахунок активної взаємодії п’єзоелектричних компонентів з ортотропною структурою. Основні наукові та практичні результати дисертаційної роботи містять наступне:
Створено математичну модель, що описує реакцію ортотропної пластини на дію п’єзоелектричних плівкових актуаторів, яка може бути застосована для аналізу поведінки пластини з п’єзокерамікою і подальших досліджень в області активного контролю вібрацій.
Побудована теорія і розроблена методика активного гасіння коливань в ортотропних пластинах з використанням адаптивних схем, побудованих на базі плівкових п’єзоелектричних сенсорів і актуаторів. В процесі теоретичних доробок отримані залежності для обчислення сигналу п’єзоелектричного сенсору, представлена одна з найбільш затребуваних схем активного гасіння вібрацій. Використаний в роботі загальний підхід може бути застосований до розробки теорій для більш складних задач. Наприклад, для випадку анізотропних або композитних пластин складної форми, побудови активних схем оптимального управління.
Запропоновано математичне моделювання дії п’єзоелектричного актуатора на ортотропну пластину механічними моментами, котрі діють на гранях елементу. При проведенні чисельних перевірок трьох різних запропонованих варіантів такого моделювання, встановлена максимальна відносна різниця контрольних результатів до 8,9%, що свідчить про достовірність такої заміни.
Проведено чисельне дослідження варіанту активного гасіння вимушених гармонійних коливань, а також коливань, викликаних ударним навантаженням в конкретному друкованому вузлі бортової апаратури літального апарату. Встановлено істотне зниження амплітуд коливань до 70%.
В ході теоретико-експериментальних досліджень побудована ефек-тивна схема активного гасіння вібрацій, виконана на базі плівкових п’єзокерамічних елементів. Були отримані результати гасіння амплітуд коливань пластини з максимальним зниженням їх на 41%.
Результати роботи впроваджені в проектно-конструкторські роботи СП ЗАО «ХЄМЗ IPEC», по розробці і впровадженню випробувального обладнання відцентрованих насосів. У НДІ ПФМ ХАІ результати роботи використовувалися при проектуванні крила безпілотного літального апарата.