авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:   || 2 |

Применение асимптотического метода для исследования спектров собственных колебаний тонкостенных элементов конструкций в магнитных полях

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

УДК 539.3:534.1

Корешкова Надежда Сергеевна

ПРИМЕНЕНИЕ АСИМПТОТИЧЕСКОГО МЕТОДА

ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СПЕКТРОВ СОБСТВЕННЫХ КОЛЕБАНИЙ ТОНКОСТЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ

В МАГНИТНЫХ ПОЛЯХ

Специальность 01.02.06 – Динамика, прочность машин, приборов и аппаратуры

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва – 2010

Работа выполнена в Московском энергетическом институте (техническом университете) на кафедре динамики и прочности машин им. В.В. Болотина

Научный руководитель: - кандидат технических наук, доцент Хроматов Василий Ефимович
Официальные оппоненты: - доктор технических наук, профессор Подалков Валерий Владимирович - доктор технических наук, профессор Матвиенко Юрий Григорьевич
Ведущая организация: - ФГУП «НПП ВНИИЭМ»

Защита состоится 23 июня 2010 г. в 1500 часов в аудитории Б-112 на заседании диссертационного совета Д 212.157.11 при Московском энергетическом институте (техническом университете) по адресу: 111250, Москва, Красноказарменная ул., д.17.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского энергетического института (технического университета)

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью организации, просим направлять по адресу: 111250, Москва, Красноказарменная ул., д.14. Ученый совет МЭИ (ТУ).

Автореферат разослан _______________2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор технических наук, профессор Трифонов О.В.

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. Развитие современной техники тесно связано с теоретическими и прикладными проблемами взаимодействия различных тел и полей. Проблемы взаимодействия являются основополагающими и задачах движения упругого деформируемого электропроводящего тела в магнитном поле.

Создание оптимальных конструкций во многих областях современной техники связано с вопросами широкого использования конструктивных элементов типа тонкостенных оболочек и пластин, на упругие колебания которых существенное влияние оказывают магнитные поля. Данная картина взаимодействия упругих и электромагнитных явлений довольно сложна и ее можно рассматривать на основе анализа совместной системы уравнений движения упругой среды и уравнений электромагнитного поля.

Задачам колебаний тонкостенных элементов конструкций в магнитных полях посвящено достаточно большое количество публикаций, однако остается не полностью исследованным вопрос о влиянии магнитных полей на весь спектр частот. Применение асимптотического метода В.В. Болотина (АМБ) позволяет рассмотреть задачи колебаний пластин с различными краевыми условиями и распределение собственных частот колебаний пологих оболочек в магнитных полях.





Целью работы является изучение колебаний тонкостенных элементов конструкций в магнитном поле: расчет спектров собственных частот колебаний прямоугольных пластин с различными условиями закрепления краев, круговых цилиндрических оболочек и сферических панелей; исследование влияния индукции поперечного и продольного магнитного поля на значения собственных частот и их распределение; вывод соотношений для асимптотических оценок плотности собственных частот и сопоставление с эмпирическим распределением частот колебаний.

Методы исследования. В диссертационной работе с использованием АМБ были построены решения типа динамических краевых эффектов для прямоугольных пластин с различными условиями закрепления краев, полученные теоретические оценки для плотности собственных частот колебаний круговых цилиндрических оболочек и сферических панелей в магнитном поле сопоставляются с результатами численного эксперимента по моделированию плотности распределения собственных частот. Для расчетов используются математические пакеты MathCad, MATLAB, программная среда Borland Delphi.

Научная новизна. В работе впервые получены аналитические решения для расчета частот колебаний пластин с различной комбинацией краевых условий. Проведен численный анализ колебаний прямоугольных пластин с различными условиями закрепления краев, исследовано влияние поперечного и продольного магнитного поля на спектр частот. Для круговых цилиндрических оболочек и сферических панелей в продольном и поперечном магнитном поле выведены асимптотические оценки для плотности частот. Обнаружены новые эффекты, которые оказывает магнитное поле, на распределение собственных частот.

На основании выведенных аналитических соотношений разработан программный комплекс для проектирования и расчета динамических характеристик упругих пластин и оболочек в магнитных полях

Достоверность научных результатов. Обоснованность и достоверность результатов работы обеспечивается корректной постановкой задач, применением прикладных математических методов, современных программных средств и сравнением полученных результатов с результатами, приведенными в научных публикациях.

Практическая ценность. Полученные в работе результаты имеют теоретическое и практическое значение. Они позволяют уточнить существующее представление о характере поведения тонкостенных элементов конструкций в продольном и поперечном магнитном поле. Разработанный в диссертации программный комплекс внедрен в МЭИ(ТУ) на кафедрах «Динамики и прочности машин» и «Электрических и электронных аппаратов» в качестве программного средства учебного назначения и может быть использован при проектировании и расчете динамических характеристик тонкостенных элементов конструкций в магнитных полях. Результаты, полученные в диссертации, используются и внедрены в ЗАО «Нефтьстальконструкция» при проектировании электродвигателей и генераторов.

Апробация работы и публикации. Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались:

  • на 12-ой ежегодной международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиотехника, электротехника и энергетика». 2006 г., Москва;
  • на XII международном симпозиуме «Динамические и технологические проблемы механики конструкций и сплошных сред». 2006 г., Ярополец;
  • на XI международной конференции «Электромеханика, электротехнологии, электротехнические материалы и компоненты» (МКЭЭЭ-2006). 2006 г., Алушта;
  • на XIV международной научно-технической конференции «Машиностроение и техносфера XXI века». 2007 г., Севастополь;
  • на 3-ей, 4-ой, 5-ой и 7-ой Курчатовской молодежной научной школе. 2005, 2006, 2007, 2009 гг., Москва;
  • на ежегодной XXI международной инновационно-ориентированной конференции молодых ученых и студентов «МИКМУС-2009». 2009г., Москва.

По теме диссертации опубликовано 13 работ.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, сводки результатов и выводов, списка литературы. Объем работы – 141 страница, включая 47 рисунков. Список литературы включает 72 наименования.

Краткое содержание работы

Во введении проводится обзор литературных источников, посвященных вопросам поведения тонкостенных элементов конструкций в магнитных полях, в той или иной степени связанных с предметом настоящих исследований, обосновывается актуальность темы диссертационной работы.

В первой главе приводятся основные гипотезы и уравнения колебаний пластин и оболочек в магнитном поле, изложенные в монографиях С.А. Амбарцумяна, Г.Е. Багдасаряна, основные положения асимптотического метода В.В Болотина и теории распределения собственных частот. Формулируется цель диссертации.

Вторая глава посвящена исследованию колебаний прямоугольных пластин в поперечном магнитном поле с заданным вектором магнитной индукции (рис. 1).

Рис. 1 Прямоугольная пластина во внешнем поперечном магнитном поле с вектором магнитной индукции

Уравнение колебаний пластины имеет вид

С использованием АМБ получено выражение для собственных частот магнитоупругих колебаний пластины

.

Для определения волновых чисел и для пластин с различными типами закрепления краев согласно АМБ следует воспользоваться общей процедурой условий стыковки решений

Соответствующие функции и коэффициенты , входящие в порождающее решение, для основных типов закрепления краев пластин выведены в работе и приведены в таблице 1.

Построив систему трансцендентных уравнений для определения волновых чисел, можно произвести расчет спектров частот колебаний пластин в поперечном магнитном поле с любой комбинацией краевых условий.

Собственные частоты определялись для квадратных пластин, изготовленных из алюминия (плотность , магнитная проницаемость , модуль упругости , коэффициент Пуассона ) при различных значениях индукции поперечного магнитного поля.

При анализе спектров частот колебаний пластин с различными краевыми условиями получено, что поперечное магнитное поле понижает собственные частоты колебаний пластин. Более резкое уменьшение частот с ростом индукции магнитного поля наблюдается у шарнирно опертых пластин и пластин с комбинированными условиями закрепления краев, более плавное – у жестко защемленных и консольных пластин. Для консольной пластины наблюдается незначительное увеличение первой собственной частоты с ростом индукции поперечного магнитного поля. Причем, чем тоньше пластина, тем более снижающее влияние на частоты колебаний оказывает поперечное магнитное поле (рис. 2), что соответствует опубликованным в литературе результатам экспериментальных исследований влияния поперечного магнитного поля на частоты колебаний пластин.

Таблица 1.

Функции и коэффициенты для различных типов закрепления пластин

0 0


Pages:   || 2 |
 

Похожие работы:







 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.