Аннотации:
В статье приводятся результаты теоретических и экспериментальных исследований динамической нагруженности привода водометных движителей (ПВД) амфибийных гусеничных машин (АГМ). Актуальность исследования состоит в необходимости повышения ресурса элементов привода. Цель исследования состоит в изучении причин формирования высокой динамической нагруженности привода. Для достижения цели решаются следующие задачи: 1 – разрабатывается расчетная схема системы «двигатель – трансмиссия – водоходный движитель – машина» и выполняется имитационное моделирование динамики системы; 2 – приводятся результаты экспериментального исследования динамической нагруженности привода водоходного движителя в процессе движения амфибийной гусеничной машины на плаву; 3 – выполняется статистическая обработка результатов теоретического и экспериментального исследования и оценка их сходимости; 4 – уточняется алгоритм проектного расчета с учетом динамических эффектов, возникающих в приводе водометного движителя. При решении поставленных задач выполнено имитационное моделирование динамики системы на основе разработанной математической модели с использованием методов
теоретической механики, дифференциального и интегрального исчисления. Анализ динамических процессов осуществлялся с применением прикладного программного продукта LMS Imagine.Lab Amesim. Верификация математической модели и принимаемых допущений производилась при экспериментальном исследовании нагруженности ПВД АГМ. При автоматизированной обработке результатов экспериментальных исследований применялись методы математической статистики, теории вероятности и модального анализа. Обработка осуществлялась в прикладном программном обеспечении Power Graph Professional. Анализ результатов имитационного моделирования показал, что повышенная динамическая нагруженность привода водометного движителя возникает вследствие «биений»
и резонансов в динамической системе при потере устойчивости колебательных процессов, приводящих к возникновению значительных амплитуд виброускорений. При этом проявляется эффект самопроизвольного ослабления болтовых соединений в нелинейной системе, описанный И.И. Блехманом. Результаты исследования позволили уточнить алгоритм проектного расчета и могут быть использованы при проектировании приводов водометных движителей амфибийных
машин. The article presents the results of theoretical and experimental investigations of the dynamic loading of water–jet propulsion drive of amphibious tracked vehicles. The relevance of the investigation is the need to increase the resource of drive elements. The purpose of the study is to study the reasons for the formation of a high dynamic loading of the drive. To achieve this goal, the following tasks are solved: 1 – the design scheme of the “engine – transmission – water–jet propulsion – machine” system is developed and simulation of the system dynamics is performed; 2 – the results of experimental research of the dynamic loading of water–jet propulsion drive during the movement of amphibious tracked vehicles afloat; 3 – aggregated results of theoretical and experimental investigations of convergence; 4 – specified algorithm for design calculation taking
into account dynamic effects, arising in the water jets propulsion drive. In order to solve the set tasks, the system dynamics simulation was performed based on the developed mathematical model using the methods of theoretical mechanics, differential and integral
calculus. The analysis of dynamic processes was carried out using the software LMS Imagine. Lab Amesim. Verification of the mathematical model and accepted assumptions was performed during the experimental investigation of the loading of water–jet propulsion drive of amphibious tracked vehicles. Methods of mathematical statistics, probability theory, and modal analysis were used for automated processing of experimental research results. Processing was performed in the Power Graph Professional application software.
Analysis of the simulation results showed that the increased dynamic loading of the water
jet propulsion drive occurs due to “beats” and resonances in the dynamic system when the stability of oscillatory processes is lost, leading to significant amplitudes of vibration acceleration. In this case, the effect of spontaneous loosening of bolted connections in a nonlinear system, described by I. I. Blechman, is manifested. The results of the investigation made it possible to Refine the design calculation algorithm and can be used in the design of water–jet propulsion drives of amphibious vehicles.
Описание:
Ненашев Павел Николаевич, ведущий инженер-программист, АО «Специальное конструкторское бюро машиностроения», г. Курган, pasteer@mail.ru.
Абдулов Сергей Владимирович, кандидат технических наук, исполнительный директор – главный конструктор, АО «Специальное конструкторское бюро машиностроения», г. Курган, sincopa2004@mail.ru.
Держанский Виктор Борисович, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Гусеничные машины и прикладная механика», Курганский государственный университет, г. Курган, dvb_47@mail.ru.
Тараторкин Игорь Александрович, доктор технических наук, Институт машиноведения УрО РАН, г. Екатеринбург, ig_tar@mail.ru.
Тараторкин Александр Игоревич, кандидат технических наук, научный сотрудник, Институт машиноведения УрО РАН, г. Екатеринбург, alexandr_tar@mail.ru.
Волков Александр Александрович, кандидат технических наук, инженер, Институт машиноведения УрО РАН, г. Екатеринбург, al_volkov14@mail.ru.
P.N. Nenashev1, pasteer@mail.ru,
S.V. Abdulov1, sincopa2004@mail.ru,
V.B. Derzhansky2, dvb_47@mail.ru,
I.A. Taratorkin3, ig_tar@mail.ru,
A.I. Taratorkin3, alexandr_tar@mail.ru,
A.A. Volkov3, al_volkov14@mail.ru
1JSC “Special design Bureau of machine building”, Kurgan, Russian Federation,
2Kurgan State University, Kurgan, Russian Federation,
3Institute of Engineering Science Ural Branch RAS, Yekaterinburg, Russian Federation