Modeling effect of a "stuck" pendulum for a mechanical system with two degrees of freedom

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

The present work is devoted to new results of investigations of the effect of “sticking” of a pendulum on the rotating shaft of a mechanical system with two degrees of freedom. The essence of this phenomenon is that for a pendulum installed with the possibility of free rotation on the motor shaft of a mechanical system, at a certain ratio between the friction in the pendulum support and its moment of inertia, there is a mode of motion when the shaft rotates with a given angular velocity, and the angular velocity (rotation frequency) of the pendulum coincides with one of the natural frequencies of oscillations of the mechanical system. The studies included the compilation of equations of motion of a mechanical system with a pendulum in generalized coordinates without damping, the introduction of a small parameter to separate stationary and unsteady motion, the transition to the main coordinates with damping, the derivation of an algebraic expression that determines the conditions for the occurrence of the effect of “sticking” of the pendulum on the rotating shaft of the mechanical system, numerical integration of the differential equations of motion of the model in the unsteady mode of motion. As a result of research, the algebraic expression allowing to establish conditions of occurrence of the effect of “sticking” of a pendulum on a rotating shaft of a mechanical system depending on parameters of a pendulum and properties of a mechanical system, also to study possibility of use of a pendulum for experimental finding of natural frequencies of vibrations of mechanical systems is received.

Sobre autores

A. Artyunin

Irkutsk State Transport University

Email: artyunin_ai@irgups.ru
Irkutsk

O. Sumenkov

Science and Technology University "Sirius"

Email: sumenkov.oy@talantuspeh.ru
Sochi

Bibliografia

  1. Галилей Г. Избранные труды в двух томах. М.: Наука, 1964. Т. 2. 572 с.
  2. Гюйгенс Х. Три мемуара по механике. М.: Изд-во АН СССР, 1951. 578 с.
  3. Ньютон И. Математические начала натуральной философии. М.: ЛЕНАНАД, 2017. 707 с.
  4. Крылов А.Н. Вибрация судов. М.: ОНТИ, 1936. 442 с.
  5. Stephenson A. On a new type of dynamic stability // Memoirs and Proceedings of the Manchester Literary and Philosophical Society. 1908. V. 52. № 8. P. 1–10.
  6. Боголюбов Н.Н. О некоторых статистических методах в математической физике. Львов: Изд-во АН УССР, 1945. 137 с.
  7. Боголюбов Н.Н. Теория возмущений в нелинейной механике // Сб. трудов Ин-та строит. механики АН УССР. 1950. Т. 14. С. 9–34.
  8. Капица П.Л. Динамическая устойчивость маятника при колеблющейся точке подвеса // ЖЭТФ. 1951. Т. 21. № 5. С. 588–597.
  9. Капица П.Л. Маятник с вибрирующим подвесом. Успехи физ. наук. 1951. Т. XLIV. № 1. С. 7–20.
  10. Челомей В.Н. Избранные труды. М.: Машиностроение, 1989. 335 с.
  11. Артюнин А.И., Жаров В.П. Новый эффект в нелинейной механике // Механика деформируемых тел: межвуз. сб. науч. тр. Ростов-на-Дону, 1992. С. 3–11.
  12. Артюнин А.И. Исследование движения ротора с автобалансиром // Известия вузов. Машиностроение. 1993. № 1. С. 7–15.
  13. Артюнин А.И., Ермошенко Ю.В., Попов С.И. Экспериментальные исследования эффекта “застревания” маятника на резонансных частотах механической системы // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2015. Т. 2. № 46. С. 20–25.
  14. Artyunin A.I., Eliseev C.V., Sumenkov O.Yu. Experimental Studies on Influence of Natural Frequencies of Oscillations of Mechanical system on Angular Velocity of Pendulum on Rotating Shaft // Lecture Notes in Mech. Engin. ICIE-2018, Proceedings of the Int. Conference on Indust. Engineering. 2018. P. 159–166.
  15. Елисеев С.В., Артюнин А.И. Механико-математическое моделирование эффекта застревания маятников на вращающемся роторе // Вестник Белорусского государственного университета транспорта: Наука и транспорт. 2014. Т. 2. № 33. C.172–175. http://elib.bsut.by:8080/xmlui/handle/123456789/1624
  16. Ryzhik B., Sperling L, Duckstein H. Display of the Sommerfeld-Effekt in a Rigid Rotor One-plain Autobalancing Device // Proc. Of XXX Summer School “Advanced Problems in Mechanics”. 2002. P. 25–36.
  17. Ryzhik B., Sperling L., Duckstein H. Non-synchronous Motions Near Speeds in a Single-plane Autobalancing Device // Technische Mechanik. 2004. V. 24. P. 25–36.
  18. Lu C.J. Pure-rotary periodic motions of a planar two-ball auno-balancer system. Mechanical Systems and Signal Processing. 2012. V. 32. P. 251–268. https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2012.06.001
  19. Тимошенко С.П. Колебания в инженерном деле. М.: Физматгиз, 1959. 199 с.
  20. Ден-Гартог Дж.П. Механические колебания. М.: Физматгиз, 1960. 580 с.
  21. Иориш Ю.И. Виброметрия. М.: Машгиз, 1963. 773 с.
  22. Вибрации в технике. Справочник в 6-ти т. Т. 1. Колебания линейных систем / Под ред. Болотина В.В. М.: Машиностроение, 1978. 352 с.
  23. Машиностроение. Энциклопедия. Динамика и прочность машин. Теория механизмов и машин. Т. 1-3. В 2-х кн. Кн. 2 / Под ред. Колесникова К.С. М.: Машиностроение, 1995. 624 с.
  24. ГОСТ 30630.1.1-99. Межгосударственный стандарт. Методы испытаний на стойкость к механическим внешним воздействующим факторов машин, приборов и других технических изделий. Определение динамических характеристик конструкции. М.: Изд-во стандартов, 2001. 29 с.
  25. Яблонский А.А., Норейко С.С. Курс теории колебаний: 5-е изд. СПб.: 7БХВ-Петербург, 2007. 336 с.
  26. Кононенко В.О. Колебательные системы с ограниченным возбуждением. М.: Наука, 1964. 256 с.
  27. Блехман И.И. Синхронизация динамических систем. М.: Наука, 1971. 896 с.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».