Основытеориипроэктированияосновныхэлементовструктуры динамическианалогичныхконструкцийдлякрупногабаритных высокоскоростныхвращающихсямеханизмов*

ЛоЧжун,Ханьчин Кхай,ВандеЙоу,Льоу Йонгчуань

Основытеориипроэктированияосновныхэлементовструктуры динамическианалогичныхконструкцийдлякрупногабаритных высокоскоростныхвращающихсямеханизмов*

ЛоЧжун,Ханьчин Кхай,ВандеЙоу,Льоу Йонгчуань

ЛоЧжун доктортехнических наук,доцент .110819,провинция Ляонин,город Шеньян,Северо-восточный университет,Факультетмашиностроенияиавтоматизациипроизводстваzhluo@mail.neu.edu.cn

Ханьчин Кхай доктор технических наук,профессор.116023б,провинция Ляонин,город Далянь, Технологическийуниверситетг.Далянь,Факультетмашиностроенияhanqingkai@dlut.edu.cn

411201,провинция Хунань,город Сянтань,Хунаньский университет науки итехнологий,Хунаньская лабораторияэксплуатациимеханическогооборудования

Ванде Йоу доктор технических наук,исследователь.110015,провинция Ляонин,город Шеньян, Научно-исследовательскийинститутпроэктированиядвигателейг.Шеньян.wangdy606@163.com

Льоу Йонгчуань доктортехническихнаук,исследователь.110015,провинция Ляонин,город Шеньян, Научно-исследовательскийинститутпроэктированиядвигателейг.Шеньян.

*Китайское государственное фундаментальное исследование ( проэкт 973)- Теоретическое исследование высокоэффективности,надежности,атакжеинтеллектуальных способностей компрессоравысокого класса (№2012СВ026000),проэктприфинансовойподдержкеКитайскогогосударственногофондаестественныхнаук-Теориядинамикивращающихсяэлементовтестовоймоделииприкладныеисследования (№51105064),проэкт прифинансовойподдержке Министерствапросвещения НовыхталантовНовогостолетия Центральногонаучноисследовательскогокоммитетавысших учебныхзаведений- Проэктированиеметодовисследованиядинамики вращающейсякомплекснойподсистемытестовоймодели (№N1305030011).

Реферат:прифинансовойподдержке Китайскогогосударственногофундаментальногоисследования (проэкт 973)- Теоретическоеисследованиевысокоэффективности,надежности,атакже интеллектуальных способностей компрессоравысокогокласса (№2012СВ026000),Китайскогогосударственногофондаестественныхнаук-проэкт

Теория динамики вращающихся элементов тестовой модели и прикладные исследования (№51105064), Министерствапросвещения Новыхталантов Новогостолетия Центральногонаучно-исследовательскогокоммитета высших учебных заведений- Проэктирование методов исследования динамики вращающейся комплексной подсистемы тестовой модели (№N1305030011), на основании теории динамики и исследований теории проэктирования,были достигнуты результаты в области динамически аналогичных крупногабаритных высокоскоростныхротационных (вращающихся)механизмов.

Основныеструктурные компоненты крупногабаритных высокоскоростных вращающихся машин зависятот многих факторов,таких как скорость вращения,центробежная сила,центробежный искажающий момент, нагрузкавосстановления крутящегося момента,гироскопический момент и размерный эффект,таким образом динамическоепроэктирование является проблемой,которая не может быть решена посредством использования толькотеоретическогоанализаичисловогомоделирования,поэтомудолжныбытьпровереныспомощьюфизических тестов.В качестветипичногоструктурногокомпонентабыли использованы тонкиеупругиепластины,исоздан метод проэктирования модели в динамически подобных тестах для основных структурных компонентов крупногабаритныхвысокоскоростныхвращающихсямашин.

Анализируятеориюиметодыпроэктированияаналогичныхмоделейдляосновныхструктурныхкомпонентов припроведении вибрационных испытаний,был сделан вывод,что динамическоесходство между моделью и первоначальнымобразцомврабочемсостоянии,ихдинамическиехарактеристики,типвибрациимодели,поведение придинамическойреакции,и дажехарактерныетипичныеполомки,похожиилипропорциональны впределах определенногодиапазона.

Мы сформулировали базисную теоретические систему динамически подобной конструкции для основных структурных компонентов, которая состоит из принципов проэктирования абсолютно аналогичных моделей тестирования,метода создания подобных отношений,способа конструирования модели искажений и метод коррекциисоотношенияискаженийподобныхмоделей.Используятеоретическийанализ,числовоемоделированиеи результы экспериментов,проанализировав все вышеперечисленые исследования,были установлены параметры структуры модели и первоначальногообразца,параметры материалов,условия нагрузки и граничные условия междуобразцамииоригиналами,былиполучены четырепринципадинамическогоподобия:образециоригинал имеютодинаковый модальныйрежимвибрации;дляоригиналаиегоуменьшенногообразца,которыеявляются геометрическиподобными,отношениемеждучастотойигеометрическимсжатиемобратнопропорциональное;если уменьшенная модель состоит из другого материала,отличающегося от оригинала,то ее внутренняя частота пропорциональнаквадратномукорнюизкоэффициентаупругостиплотностисжатия;приувеличениимассы можно отрегулировать постоянную частоту конструкции,что может привести к относительнобольшим изменениям в поведениимодели.

C:1-70

Подобныеиспытания модели могут эффективно показать особенности динамики и процесс реагирования, обнаружитьтипичныенеисправностиоригинала,определитьдинамическиепараметрыоригиналаихарактеристикиот результатовмодельныхиспытаний.Вслучаенесоответствияпараметровиусловий междупараметрамимоделии оригинала,будет происходить искажениеосновных структурных компонентов тестовой модели. Искажения в материалах и геометрических размерах являются причинами искажений модели. Основываясь на механизме искажения, мы сформулировали способ коррекции искажения модели, и способ определения диапазона, применимогок геометрии модели.Соответствующие диапазоны геометрии для динамически подобных моделей зависитот диапазонов контроляошибок и диапазонов управления для режимоввибрации.Подобныетестовые модели имеют более жесткие требования к динамическим параметрам проэктирования конструкцийвысокогопорядка.

Дляупрощениявычисленияподобногосоотношения,вкачествеобъектабылииспользованытонкиелистовые пластины,и используяразмерный методанализа,былпредложен метод дляразработки подобногосоотношения междуоригиналом иполностьюгеометрическиподобной моделью,атакженеполностьюгеометрическиподобной моделью (т.е.искаженной моделью)для упругих тонких пластин.Во-первых,проведя анализ параметров чувствительности на внутренних характеристиках упругих тонких пластин с аналитическими и численными методами, мы пришли к следующим выводам: для упругих тонких пластин, внутренние частоты, соответствующиеразличным режимам вибрации,имеютразную чувствительностьк изменениям геометрических размеров;чувствительностькгеометрическим параметромамплитуды любойточкипластины врежимевибрации зависитотегоотносительногосмещения;воздействие коэффициента Пуассонаоченьнезначительное и является самоподобным;материалы неявляются фактором всходствеколебаний,втовремя какгеометрическийразмер являетсяусловием,влияющим надинамическоесходство.Во-вторых,мы вычислили коэффициентискажения упругихтонкихпластинискаженноймоделипутемпроведенияэкспериментанадискаженнойтестовоймоделью; былпредложен методопределения применимых диапазоновгеометриипластины модели;былпредложен метод коррекцииосновныхструктурныхкомпонентов:получениякоэффициентовкоррекциидинамическианалогичными параметрами путем создания численных уравнений коррекции для промежуточных моделей,и при помощи коэффициентов,для исправления результатов тестируемой модели. Исследование показало,что результаты подобныхмоделей,сделанныхизтогожетипаматериала,чтоиоригинал,лучше,чемсделанныеизразличных типов материалов, и результаты от модели с большим коэфициентом сжатия лучше, чем с меньшим коэффициентомсжатия.

Наоснованиииндукциибылисозданы общиеприменимые шаги для динамическиподобной конструкции, также создана теоретическая основа для динамически подобной конструкции для основных структурных компонентовкрупногабаритныхвысокоскоростныхвращающихся механизмов,иполучено11выводов ,которые следуетсоблюдатьприсозданиидинамическиподобнойконструкции.

теория подобия,динамическое подобие,критерии подобия,геометрическое подобие, крубногабаритнаявысокооборотная машина(механизм),структурабазовой конструкции,эластичныепластины, тестовая модель искажения,корректирования модели искажения,числовое моделирование,применимый ряд геометрии модели,дизайн модели,анализ размера,присущие характеристики,характеристики реагирования, концентрациямассы,модальноерегулирование