Особенности оценки свойств механических колебательных систем цепного типа с помощью динамических инвариантов

Елисеев А.В., Николаев А.В., Миронов А.С.

Ключевые слова: проблема оценки динамических состояний, методы структурного математического моделирования, механические колебательные системы, динамическая жесткость, передаточная функция, динамические инварианты, условия связности внешних силовых возмущений.

Аннотация. В рамах проблемы обеспечения безопасности объектов транспортного и технологического назначения разрабатывается методологический базис для решения задач оценки, контроля и формирования динамических состояний технических объектов, находящихся в условиях вибрационного нагружения. Развивается концепция динамических инвариантов в оценке структурных особенностей механических колебательных систем, используемых в качестве расчетных схем технических объектов, находящихся в условиях связных силовых возмущений. В рамках методологии структурного математического моделирования, основанной на сопоставлении механическим колебательным системам структурных схем эквивалентных в динамическом отношении систем автоматического управления, поставлена задача оценки специфики структурных особенностей механических систем с помощью динамических инвариантов, отражающих существенные особенности амплитудно-частотных характеристик передаточных функций, физически интерпретируемых динамическими податливостями системы. Разработан метод отображения структурных особенностей механических колебательных систем, находящихся под воздействием связных возмущений силовой природы, с помощью динамических инвариантов, отображающих разнообразие динамических состояний, обеспечиваемое параметром связности силовых возмущений. Показано, что динамические состояния механической колебательной системы могут быть охарактеризованы динамическими инвариантами, совокупность наборов которых определяется параметрами элементов системы, их критическими и предельными значениями, а также выбором объекта, динамическое состояние которого оценивается.

Features of the evaluation of the properties of mechanical oscillatory systems of the chain type using dynamic invariants

Eliseev A.V., Nikolaev A.V., Mironov A.S.

Keywords: problem of estimating dynamic states, methods of structural mathematical modeling, mechanical oscillatory systems, dynamic rigidity, transfer function, dynamic invariants, connectivity conditions of external force disturbances.

Abstract. Within the framework of the problem of ensuring the safety of transport and technological facilities, a methodological basis is being developed to solve the problems of assessment, control and formation of dynamic states of technical objects under vibration loading conditions. The concept of dynamic invariants in the evaluation of structural features of mechanical oscillatory systems is being developed. At the same time, mechanical oscillatory systems serve as design schemes of technical objects that are in conditions of coherent force disturbances. Methods of structural mathematical modeling are used, in which structural schemes of dynamically equivalent automatic control systems are compared to mechanical oscillatory systems. The task is to evaluate the specifics of the structural features of mechanical systems using dynamic invariants reflecting the essential features of the amplitude-frequency characteristics of transfer functions. From a physical point of view, transfer functions are interpreted as dynamic compliance of the system. A method for displaying structural features of mechanical oscillatory systems using dynamic invariants has been developed. Dynamic invariants reflect the variety of dynamic states provided by the connectivity parameter of force disturbances. It is shown that the dynamic states of a mechanical oscillatory system can be characterized by dynamic invariants, the totality of sets of which is determined by the parameters of the system elements, their critical and limiting values, as well as by the choice of an object whose dynamic state is evaluated.