способ изменения частоты собственных колебаний корпуса длинномерной конструкции

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗМЕНЕНИЯ ЧАСТОТЫ СОБСТВЕННЫХ КОЛЕБАНИЙ КОРПУСА ДЛИННОМЕРНОЙ КОНСТРУКЦИИ, заключающийся в изменении изгибной жесткости корпуса за счет размещения жестко закрепленных на различных концах корпуса крепежных элементов, установке гидроцилиндра, связанного одним концом с крепежным элементом, закрепленным на одном конце корпуса, а другим с крепежным элементом на другом конце корпуса, и воздействии гидроцилиндра на корпус, отличающийся тем, что перед воздействием на последний крепежные элементы выполняют в виде кольцевых опор, аналогично основному дополнительно устанавливают три гидроцилиндра и все попарно размещают в вертикальной продольной и горизонтальной плоскостях симметрии корпуса, диаметрально противоположно относительно последнего.

Описание изобретения к патенту

Изобретение может быть использовано для устранения резонансной вибрации корпусов длинномерных конструкций, эксплуатируемых в условиях циклического нагружения с широким спектром частот возмущающих нагрузок.

Известно устройство гашения колебаний длинномерных консолей, содержащее инерционную массу, упругие связи, одни концы которых связаны с инерционной массой, а другие предназначены для связи с консолью, стержень, одним концом соединенный с инерционной массой, шарнирную опору для стержня, закрепленной на консоли, и гидравлический амортизатор, выполненный в виде поршня, торцы которого посредством штоков предназначены для соединения с консолью, и шарнирно связанного со стержнем цилиндра, подпоршневая и надпоршневая полости которого соединены между собой трубопроводом [1]

Известен способ изменения частоты собственных колебаний корпуса, реализованный в устройстве устранения резонансной вибрации корпуса судна, содержащем гибкий элемент, закрепленный одним концом на корпусе в носовой части, а другим на устройстве для натяжения троса гидроцилиндре, который устанавливают в кормовой части судна [2]

Недостатками данного способа являются:

ограниченный диапазон изменения частот собственных колебаний корпуса при внецентренном сжатии; опасность сжимающих нагрузок для тонкостенных конструкций и точки зрения потери устойчивости.

Цель изобретения полное исключение резонансного режима независимо от характера возмущающих усилий.

Это достигается тем, что в способе изменения частоты собственных колебаний корпуса длинномерной конструкции, заключающемся в изменении изгибной жесткости корпуса за счет размещения жестко закрепленных на различных концах корпуса крепежных элементов, установки гидроцилиндра, связанного одним концом с крепежным элементом, закрепленным на одном конце корпуса, а другим с крепежным элементом на другом конце корпуса, и воздействии гидроцилиндра на корпус, перед воздействием на последний крепежные элементы выполняют в виде кольцевых опор, аналогично основному дополнительно устанавливают три гидроцилиндра и все попарно размещают в вертикальной продольной горизонтальной плоскостях симметрии корпуса, диаметрально противоположно относительно последнего.

Существенные отличия от прототипа и новизна заключаются в том, что крепежные элементы выполняют в виде кольцевых опор, аналогично основному дополнительно устанавливают три гидроцилиндра и все попарно размещают в вертикальной продольной и горизонтальной плоскостях симметрии корпуса, диаметрально противоположно относительно последнего.

На чеpтеже изображено устройство, реализующее предлагаемый способ.

Корпус 1 длинномерной конструкции жестко закреплен на передней неподвижной опоре 2 и на задней опоре 3, имеющей возможность перемещения в продольном направлении относительно рамы 4 транспортного средства 5. Опоры 2 и 3 выполнены кольцевыми. В горизонтальной продольной плоскости симметрично относительно продольной вертикальной плоскости корпуса между опорами 2 и 3 при помощи узлов 6 и 7 крепления закреплены два гидроцилиндра 8. В вертикальной продольной плоскости симметрично относительно продольной горизонтальной плоскости корпуса 1 между опорами 2 и 3 при помощи узлов крепления 6 и 7 закреплены два гидроцилиндра 9. Все гидроцилиндры питаются от насосной станции.

Устройство, реализующее способ, работает следующим образом.

Для снижения частоты собственных поперечных колебаний корпуса 1 с помощью гидроцилиндров 8 и 9, закрепленных при помощи узлов крепления 6 и 7 на кольцевых опорах 2 и 3, жестко скрепленных с корпусом 1, осуществляется осесимметричное его сжатие как в одной из плоскостей продольной симметрии, так и одновременно в обеих плоскостях, приводящее к снижению изгибной жесткости корпуса для увеличения частоты собственных поперечных колебаний корпуса -осесимметричное его растяжение, как в одной из плоскостей продольной симметрии, так и одновременно в обеих плоскостях, приводящее к увеличению изгибной жесткости корпуса.

Кроме того, устройство позволяет изменять изгибную жесткость корпуса 1 путем его искривления в пределах упругих деформаций за счет несимметричного внецентренного растяжения или сжатия, как в одной продольной плоскости симметрии, так и в обеих плоскостях одновременно.

В результате происходит сдвиг частот собственных колебаний корпуса по отношению к возмущающей частоте, соответственно в сторону снижения или увеличения, что исключает возникновение резонансного режима независимо от характера возмущающих усилий.

При прохождении опасной резонансной частоты гидроцилиндры возвращаются в исходное нейтральное положение.

Изменение частоты собственных колебаний корпуса при его растяжении или сжатии определяется формулой:

_i= K K где К_i коэффициент, зависящий от характера поперечных опор и тона колебаний;

ЕI номинальная изгибная жесткость корпуса длинномерной конструкции;

N осевая растягивающая или сжимающая сила;

EI изменение изгибной жестко- сти корпуса при действии на него осевой растягивающей или сжимающей силы;

m_х погонная масса.

Таким образом исключается резонансный режим работы корпуса длинномерной конструкции без изменения характера возмущающих усилий, например без изменения скорости движения или режима работы двигателя транспортного средства.