Nichtlineare Dynamik
Reduzierung der Resonanzdynamik mit großer Amplitude der Systeme mit begrenzter Stromversorgung
Die Systeme mit begrenzter Stromversorgung (oder nicht ideale Systeme oder NIS) sind durch das Zusammenspiel der Energiequelle und des elastischen Teilsystems gekennzeichnet. Das interessanteste Phänomen ist hier der Sommerfeld-Effekt, wenn das Resonanzregime mit großer Amplitude des elastischen Teilsystems beobachtet wird und ein großer Teil der Quellenenergie den Resonanzschwingungen überlassen wird. Die Verwendung eines Schwingungsdämpfers ermöglicht es, die Schwingungen mit großer Amplitude zu reduzieren. Es ist geplant, die Dynamik des NIS-haltigen nichtlinearen Absorbers wie Pendel, Mises girder et al. Sowohl n-DOF als auch verteiltes NIS können berücksichtigt werden. In dieser Untersuchung werden moderne Methoden der nichtlinearen Dynamik verwendet.
Neuheit und Vorteile:
- Die Verwendung nichtlinearer Absorber zur Reduzierung von Resonanzschwingungen von NIS ist originell. Methoden zur Analyse der nichtlinearen NIS-Dynamik sind originell.
- Es wird eine Bestimmung der Systemparameterbereiche erwartet, in denen eine starke Verringerung der Schwingungsamplituden erhalten werden kann.
Ausblick und Perspektiven: Die Ergebnisse der Untersuchung der Resonanzdynamik und der Absorption von Resonanzdynamiken mit großen Amplituden in NIS können in der Ingenieurpraxis verwendet werden, insbesondere im Tiefbau, im Brückenbau, im Transportbau usw.
Untersuchung der geometrisch nichtlinearen, freien und parametrischen Schwingung der laminierten und funktional abgestuften Platten und flachen Schalen mit netzlosen Methoden, basierend auf der R-Funktionstheorie
Das grundlegende Ziel des Projekts ist die Schaffung der universellen numerisch-analytischen Methode zur Lösung geometrisch nichtlinearer statischer und dynamischer Probleme der Theorie laminierter und funktional abgestufter Platten und flacher Schalen mit komplexer Planform und verschiedenen Arten der Randbedingungen. Die vorgeschlagene Methode basiert auf der Anwendung der R-Funktionstheorie und der Variationsmethode.
Neuheit und Vorteile:
- Ein neuer mathematischer Ansatz, der es ermöglicht, Problemlösungen in analytischer Form darzustellen. Erstellt die Software, um geometrisch nichtlineare Biegeprobleme zu lösen, indem Eigenfrequenzen von Schwingungen von mehrschichtigen und funktional abgestuften Platten und flachen Schalen jeglicher Form im Plan ermittelt werden;
- entwickelte Algorithmen zur Erforschung geometrisch nichtlinearer Schwingungen von laminierten funktional abgestuften Platten und flachen Schalen mit komplexer Planform;
- neuer Ansatz zur Untersuchung der parametrischen Schwingung der laminierten funktional abgestuften Platten mit verschiedenen Randbedingungen und unterschiedlicher geometrischer Form.
Ausblick und Perspektiven: Neue theoretische und numerische Ergebnisse werden die wissenschaftlichen Erkenntnisse erweitern, um parametrische Schwingungen, Knickprobleme, Biege- und Ermittlungsfrequenzen freier Schwingungen von Verbundlaminat- und Sandwichplatten und -platten beliebiger Form zu untersuchen. Diese Elemente sind in verschiedenen Industriebereichen weit verbreitet, insbesondere in der Luftfahrtindustrie.
Stochastische Dynamik der Schwingungsisolationssysteme mit nichtlinearer Aufhängung
In der heutigen Ingenieurpraxis wird häufig eine nichtlineare Steifheit oder Dämpfungsaufhängung zur Reduzierung der Vibrationen verwendet. Ein besonderes Augenmerk sollte hier auf Systeme mit einer Steifheit von nahezu Null gelegt werden, da sie zusammen mit der Effizienz der Nutzung und der kompakten Größe einen Vibrationsisolationseffekt erzielen können. Diese Arbeit befasst sich mit der theoretischen Modellierung und experimentellen Beobachtung der vertikalen Dynamik einer Frachtplattform mit der Quasi-Null-Steifigkeitsaufhängung unter betrieblicher Zufallslast. Ein diskretes nichtlineares Rechenmodell wurde entwickelt und in numerischen Simulationen der zufälligen Schwingungen analysiert. Die Dynamik des Systems wird unter einer kinematischen stochastischen stationären Breitbandlast analysiert. Es wird eine gute vergleichende Übereinstimmung zwischen den numerischen Simulationen und den experimentellen Daten gefunden.
Ausblick und Perspektiven:
- Analyse des Einschwingverhaltens der nichtlinearen Schwingung eines solchen Systems
- Entwicklung der semi-aktiven adaptiven nichtlinearen Suspension und des Algorithmus ihrer Steuerung
- Entwicklung der genetischen Algorithmen zur optimalen Auslegung der Parameter der nichtlinearen elastischen und dämpfenden Elemente einer Schwingungsisolationssuspension
Voll kombinierte magnetische Aufhängung von Wellen und Rotoren in passiven und aktiven Magnetlagern
Erstellen einer Methode zum Aufbau vollständiger magnetischer Aufhängungen von Wellen und Rotoren verschiedener Systeme und Maschinen. Entwicklung neuer Arten von passiven und aktiven Magnetlagern auf der Grundlage einer verfeinerten mathematischen Modellierung zur Berechnung der Kraft- und Steifheitseigenschaften unter Berücksichtigung der Gesetze und Algorithmen der Steuerung. Einführung passiv-aktiver magnetischer Aufhängungen für verschiedene Systeme und Maschinen auf der Grundlage verschiedener Phänomene der Dynamik von Rotoren in Magnetlagern unter Berücksichtigung einer nichtlinearen Verbindung von elektrischen, magnetischen und mechanischen Prozessen.
Neuheit und Vorteile:
- Die Verwendung von passiven Magnetlagern an Ring-Permanentmagneten für die Organisation einer wettbewerbsfähigeren vollständigen passiv-aktiven Magnetaufhängung.
- Praktische Prüfung neuer Arten von passiven Magnetlagern basierend auf der Anwendung der Technik einer optimalen Suche nach Parametern eines Systems.
- Computersimulation der Rotordynamik mit passivem und aktivem Magnet.
Ausblick und Perspektiven: Schaffung der neuen Arten von aktiven und passiven Magnetlagern mit der Entwicklung von Konstruktionslösungen, Gesetzen, Algorithmen und Steuerungssystemen. Eine neue Art von passiven Magnetlagern mit einer kurzfristig variablen Steifigkeit, um wettbewerbsfähige vollständige passiv-aktive Magnetaufhängungen zu schaffen.
Erzwungene nichtlineare Schwingungen des Turbinenschaufelpakets mit dynamischem Kontakt in der Verkleidung
Ausfälle, die durch die erhöhten Vibrationen verursacht werden, sind weit verbreitete mögliche Ausfälle in Dampf- und Gasturbinen. Die Schaufelbaugruppen sind die am dynamischsten belasteten Einheiten der Turbinen. Abnehmbare Gelenke zwischen den Klingen werden typischerweise für die Vergrößerung der Steifheit langer Klingen verwendet. Die Dynamik- und Festigkeitseigenschaften dieser Konstruktionen hängen im Wesentlichen von den Kontaktwechselwirkungs-Besonderheiten in einem solchen Verband ab. Vibrationen der Schaufelanordnung werden unter dynamischem Kontakt in der Bandage nichtlinear und können von der großen Anzahl der verschiedenen Phänomene begleitet werden. Die Arbeit befasst sich mit der Untersuchung der erzwungenen nichtlinearen Schwingungen des Schaufelpakets der Turbine unter Berücksichtigung der Kontaktwechselwirkung in der Verkleidung.
Neuheit und Vorteile: Analyse der nichtlinearen Dynamikphänomene in Resonanz- und Nichtantwortregimen (Änderung von Resonanzzonen, Sub- und Superharmonischen, Verschiebung der Systemstabilitätszone usw.).
Ausblick und Perspektiven:
1) Analyse des Prozesses des Verschleißes der Deckflächenkontaktflächen und der Vibrationszuverlässigkeit der Schaufelscheiben;
2) Analyse der nichtlinearen Dynamik der Turbinenschaufeln unter Berücksichtigung eines Verstimmungsphänomens.
Oleksiy Larin – Direktor des Instituts für Bildung und Wissenschaft in Ingenieurwesen und Physik – Professor, Doktor der technischen Wissenschaften: oleksiy.larin@khpi.edu.ua
Olena Slipchenko – Direktor des Europäischen Zentrums für pädagogisch-wissenschaftliche Technologie – Ph.D. in technischen Wissenschaften, Erfahrener Wissenschaftler: Olena.Slipchenko@khpi.edu.ua