Численные исследования динамических процессов в виброударных системах при моделировании удара силой контактного взаимодействия

Abstract

На основе численного анализа установлено, что введение в уравнения движения вибро- ударной упругой системы силы контактного взаимодействия, изменяющейся по закону Герца, позволяет моделировать удар между соударяющимися телами как при гармонической, так и стохастической внешней нагрузке. Это позволяет получить закон движения тел виброударной системы на всей временной оси, включая период удара. Выполнена численная оптимизация параметров виброударной системы методом проекции градиента с коррекцией невязки в ограничениях. Проведен сравнительный анализ эффективности динамического безударного и ударного гасителей колебаний.

На основі числового аналізу встановлено, що введення в рівняння руху віброударної пружної системи сили контактної взаємодії, що змінюється за законом Герца, дозволяє надійно моделювати удар між тілами, що спів- ударяються, як при гармонічному, так і стохастичному зовнішньому навантаженні. Це забезпечує отримання закону руху тіл віброударної системи на всій часовій вісі разом із періодом удару. Виконано числову оптимізацію параметрів віброударної системи методом проекції градієнта з корекцією нев’язки в обмеженнях. Проведено порівняльний аналіз ефективності динамічного та ударного гасителів коливань.

Based on numerical analysis, we have established that introduction of the force of contact interaction, which varies according to the Hertz law, into the equations of motion of the vibroimpact elastic system makes it possible to simulate the impact between the colliding bodies both in cases of harmonic and stochastic external loads. This makes it possible to obtain the law of motion of the bodies of vibroimpact system for the total temporary axis, including the period of impact. We have performed a numerical optimization of the parameters of vibroimpact system by the method of the projection of gradient with the correction of discrepancy in the limitations. The comparative analysis of the effectiveness of the dynamic non-impact and impact type shock absorbers has been perormed.