Резонансные вибрационные поля в машинных агрегатах и вибропроводящих средах

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 19-19-00065

НазваниеРезонансные вибрационные поля в машинных агрегатах и вибропроводящих средах

Руководитель Асташев Владимир Константинович, Доктор технических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук , г Москва

Конкурс №35 - Конкурс 2019 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки; 09-102 - Механика технологических процессов

Ключевые слова Вибрация, ультразвук, нелинейные волны, сплошные среды сложной структуры, акустический метаматериал, решетчатые системы, частотно-временной анализ, удар, виброударная система, автоматические коробки передач, экспериментальный стенд.

Код ГРНТИ30.15.27, 55.01.77

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Возникновение и распространение вибрационных полей в современных мехатронных системах и других технических объектах, находящихся под действием разнообразных возбуждающих факторов, происходит повсеместно. Различные способы моделирования, теоретическое и экспериментальное изучение свойств виброполей приводят к необходимости решения многих частных проблем и выявлению общих свойств и схожих явлений в различных вибрационных и виброударных системах различающихся структур и размерностей. Особый интерес представляют резонансные и квазирезонансные виброполя, поскольку их появление сопряжено, в частности, с возникновением колебаний с большими амплитудами, появляющихся в результате воздействия относительно малых периодических, почти периодических или случайных возбуждающих факторов. Основной научной проблемой, изучению и рассмотрению которой посвящен данный Проект, является разработка и развитие методов моделирования и анализа вибрационных полей в различных технических объектах, функционирующих в условиях действия возбуждающих факторов различной природы. На этой основе должны быть выявлены и описаны новые динамические явления в механизмах и машинах, описаны закономерности, установлены малоизученные ранее динамические эффекты и явления, связанные с локальными и нелокальными свойствами резонансных (квазирезонансных) вибрационных полей, возникающих, распространяющихся и существующих в различных динамических системах и средах. Актуальность этой проблемы определяется существованием значительного количества достаточно слабо изученных динамических явлений, имеющих место в условиях действия разнообразных виброполей, которые генерируются в механизмах, машинных агрегатах, и других технических объектах, распространяются в них и оказываются результатом многократных взаимодействий. Системы, в которых так или иначе существуют и распространяются вибрационные поля, используются практически во всех отраслях современного машиностроения, что определяет необходимость выявления и описания механики формирования этих полей, как результата совместного действия большого числа локальных факторов. Формулирование основных положений теории подобных явлений и сопровождающих их процессов позволит, в частности, получить новые методики разработки и проектирования эффективных энерго- и ресурсосберегающих машин и систем машин, мехатронных вибротехнологических производственных комплексов, работающих, с целью дальнейшей интенсификации промышленного производства. Кроме того, знание такой теории позволит построить эффективные системы виброзащиты в различных типах роботизированных производств и на транспорте. Специальное внимание в Проекте уделяется новым методам изучения широкополосных виброударных резонансных процессов и порождённым ими виброполям, как определяющим многие наиболее эффективные вибротехнологии, так и при определённых условиях, способствующих выводу технических объектов из строя. Сказанное определяет актуальность и научную новизну Проекта. В рамках общей научной проблемы будут проработаны следующие новые тематические задачи: 1. Моделирование, разработка инженерных методов исследования и проведение аналитического, численного и численно-аналитического анализа глобальных и локальных свойств вибрационных полей в виброприёмниках и пространственно-протяженных одномерных и многомерных машинных конструкциях. Измерения характеристик виброполей и прогнозирование их свойств. 2. Распространение вибрационных полей. Теория вибропроводящих сред (виброводов). Ультразвуковые вибрационные поля и виброреологические свойства конструкционных материалов. Прикладная теория волноводов для ультразвуковых технологических машин. 3. Динамические процессы и виброполя в автоматических коробках передач транспортных средств. Математическое и численное моделирование зацикливания переключения передач в автоматических трансмиссиях, вызванное ударным характером процесса переключения передач. 4. Вибропроводящие одномерные и многомерные среды простой и сложной структуры. Обобщенные ударные элементы. Исследование обобщенной модели акустического метаматериала "масса-в-массе". Изучение его волновых и диссипативных свойств. 5. Эксперименты с виброполями в решетчатых и протяженных конструкциях с большим числом степеней свободы и ударных пар. Описание нелинейных динамических эффектов. За время выполнения Проекта будет опубликовано не менее 12 статей в изданиях, индексируемых в базах данных Web of Science и Scopus, написано не менее одной научной монографии.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Крупенин В.Л. MODELING AND CALCULATION OF AUTORESONANCE MECHATRONIC VIBRATION DEVICE ENGINEERING FOR RURAL DEVELOPMENT Proceedings, Volume 18, p.1084-1089 (год публикации - 2019)
10.22616/ERDev2019.18.N006

2. Крупенин В.Л., Нерубенко Г.П., Коломиер П. MODELING AND CALCULATION OF AMPHIBIOUS ALL-TERRAIN VEHICLE EQUIPPED BY VIBRATION ENERGY HARVESTING DAMPERS ENGINEERING FOR RURAL DEVELOPMENT Proceedings, Volume 18, p.705-711 (год публикации - 2019)
10.22616/ERDev2019.18.N010

3. Асташев В.К., Крупенин В.Л. О моделировании волноводов для ультразвуковых технологических машин Вестник Научно-технического развития, №1(149) (год публикации - 2020)

4. Крупенин В.Л. Description of the Fields of Vibration in 2D Latticed Structures with Triangular (Hexagonal) Cells Journal of Machinery Manufacture and Reliability, Vol. 48, No. 6, pp. 525–534 (год публикации - 2019)
10.3103/S1052618819030087

5. Асташев В.К., Пичугин К.А. Resonant Tuning and Vibration Parameters of the Bar System with a Piezoelectric Exciter Journal of Machinery Manufacture and Reliability, Vol. 48, No. 6, pp. 535–540 (год публикации - 2019)
10.3103/S1052618819030026

6. Крупенин В.Л. О МОДЕЛИРОВАНИИ ВИБРАЦИОННЫХ ПОЛЕЙ В МЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ СО МНОЖЕСТВЕННЫМИ СОУДАРЕНИЯМИ ЭЛЕМЕНТОВ Вестник Научно-технического Развития, № 8 (144), с.40-44 (год публикации - 2019)
10.18411/vntr2019-144-5

7. Замурагин Ю. М., Гуськов А.М., Крупенин В.Л. О ГАШЕНИИ КОЛЕБАНИЙ ПОСРЕДСТВОМ СИСТЕМЫ С БОЛЬШИМ ЧИСЛОМ СВОБОДНЫХ СОУДАРЯЮЩИХСЯ МАГНИТНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ Юрий Вестник Научно-технического Развития, 10 (146), с. 16-24 (год публикации - 2019)
10.18411/vntr2019-146-3

8. Ерофеев В.И., Колесов Д.А., Крупенин В.Л. Дисперсия, затухание и нелинейность при распространении волн в метаматериалах, задаваемых как цепочка "масса-в-массе" Научные труды VI Международной научной конференции "Фундаментальные исследования и инновационные технологии" в машиностроении", 458 с., ИМАШ РАН (год публикации - 2019)

9. Ерофеев В.И., Колесов Д.А., Крупенин В.Л. О РАСПРОСТРАНЕНИИ КВАЗИГАРМОНИЧЕСКИХ МОДУЛИРОВАННЫХ ВОЛН В НЕЛИНЕЙНОМ АКУСТИЧЕСКОМ МЕТАМАТЕРИАЛЕ, ЗАДАВАЕМОМ КАК ЦЕПОЧКА «МАССА-В-МАССЕ» Вестник научно-технического развития, №11(147), с.13-18. (год публикации - 2019)
10.18411/vntr2019-147-2

10. Корендясев Г.К., Саламандра К.Б., Тывес Л.И. Analysis of gearshift processes in an automatic transmission at low vehicle speeds Vibroengineering PROCEDIA, Vol. 29, p.106-111. (год публикации - 2019)
10.21595/vp.2019.21066

11. Замурагин Ю.М., Гуськов А.М., Крупенин В.Л. DAMPING OF OSCILLATIONS BY A VIBRO-IMPACT SYSTEM WITH SERIAL MAGNETIC IMPACT PAIRS Nonlinear Wave Dynamics of Materials and Structures; Series Advanced Structured Materials, published by Springer Publishing (год публикации - 2020)

12. Крупенин В.Л., Серков Н.А., Пась О.В. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ЭФФЕКТОВ В СИСТЕМАХ СО МНОГИМИ УДАРНЫМИ ПАРАМИ Вестник научно-технического развития, № 12 (148), c.11-16 (год публикации - 2019)
10.18411/vntr2019-148-2

13. Крупенин В.Л., Андрианов Н.А. МОДЕЛИРОВАНИЕ ВИБРАЦИОННЫХ ПОЛЕЙ В СИСТЕМАХ СО МНОЖЕСТВЕННЫМИ СОУДАРЕНИЯМИ Вестник научно-технического развития, № 12 (148), с.45-50 (год публикации - 2019)
10.18411/vntr2019-148-7

Публикации

1. Асташев В.К., Пичугин К.А., Ли Х., Мидоус А., Бабицкий В.И. Resonant tuning of Langevin transducers for ultrasonically assisted machining applications IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control, Volume: 67, Issue: 9, p. 1888-1896 (год публикации - 2020)
10.1109/TUFFC.2020.2991836

2. Замурагин Ю.М., Гуськов А.М., Крупенин В.Л. ВЛИЯНИЕ СВЯЗИ МЕЖДУ СВОБОДНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ ДИНАМИЧЕСКОГО ВИБРОГАСИТЕЛЯ НА ПОВЕДЕНИЕ ВИБРОИЗОЛИРУЕМОГО ТЕЛА XXXI Международная инновационная конференция молодых ученых и студентов по проблемам машиноведения (МИКМУС - 2019). Сборник трудов конференции., с. 298-301 (год публикации - 2020)

3. Колесов Д.А., Ерофеев В.И., Крупенин В.Л. ЭВОЛЮЦИЯ ВОЗМУЩЕНИЙ, РАСПРОСТРАНЯЮЩИХСЯ В ВЯЗКОУПРУГОМ МЕТАМАТЕРИАЛЕ XXXI Международная инновационная конференция молодых ученых и студентов по проблемам машиноведения (МИКМУС - 2019). Сборник трудов конференции., с. 314-317 (год публикации - 2020)

4. Корендясев Г.К., Саламандра К.Б. АНАЛИЗ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ПЕРЕДАЧ В КОРОБКАХ ПЕРЕДАЧ С ДВУМЯ СЦЕПЛЕНИЯМИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕОРИИ УДАРА Современное машиностроение: Наука и образование : материалы 9-й Международной научно-практической конференции / Под ред. А.Н.Евграфова и А.А. Поповича, с. 127-139 (год публикации - 2020)
10.1872/MMF-2020-10

5. Колесов Д.А., Ерофеев В.И., Крупенин В.Л., Мальханов А.О. Evolution of disturbances that propagate in viscoelastic metamaterial IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering, vol. 747, 012053 (год публикации - 2020)
10.1088/1757-899X/747/1/012053

6. Корендясев Г.К., Саламандра К.Б. Vehicle’s transmission as a vibro-impact system IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering, vol.747, 012086 (год публикации - 2020)
10.1088/1757-899X/747/1/012086

7. Асташев В.К., Крупенин В.Л. О МОДЕЛИРОВАНИИ ВОЛНОВОДОВ ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН Вестник научно-технического развития, № 1 (149), с. 3-10 (год публикации - 2020)
10.18411/vntr2020-149-1

8. Корендясев Г.К., Саламандра К.Б., Тывес Л.И. АНАЛИЗ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ПЕРЕДАЧ В АВТОМАТИЧЕСКОЙ ТРАНСМИССИИ ПРИ НИЗКИХ СКОРОСТЯХ ДВИЖЕНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Вестник научно-технического развития, № 1 (149), с.30-37 (год публикации - 2020)
10.18411/vntr2020-149-4

9. Корендясев Г.К. An approach to modeling self-oscillations during metal machining based on a finite-element model with small amount of computing resources VIBROENGINEERING PROCEDIA, vol. 32, p. 6-12 (год публикации - 2020)
10.21595/vp.2020.21437

10. Замурагин Ю.М., Гуськов А.М., Крупенин В.Л. Influence of communication between elements in a dynamic damper on a vibrated body behaviour IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering, vol.747, 012064 (год публикации - 2020)
10.1088/1757-899X/747/1/012064

11. Замурагин Ю.М., Гуськов А.М., Крупенин В.Л. Damping of Oscillations by a Vibro-Impact System with Serial Magnetic Impact Pairs Advanced Structured Materials, vol 122, p. 423-432 (год публикации - 2020)
10.1007/978-3-030-38708-2_25

12. Ерофеев В.И., Колесов Д.А., Крупенин В.Л. Дисперсия и затухание продольной волны, распространяющейся в метаматериале, задаваемом как цепочка «масса-в-массе» ВЕСТНИК ПНИПУ. МЕХАНИКА, № 4. С. 6-18. (год публикации - 2019)
10.15593/perm.mech/2019.4.01

Публикации

1. Корендясев Г.К., Саламандра К.Б., Тывес Л.И. Итоги применения теории удара при моделировании процессов переключений передач в автоматических коробках передач Сборник трудов XXXII Международной инновационной конференции молодых ученых и студентов по проблемам машиноведения, С. 461-468 (год публикации - 2021)

2. Гуськов А.М., Замурагин Ю.М. Dynamic Properties of a Damper of Torsional Vibrations with Magnetic Impact Pairs Journal of Machinery Manufacture and Reliability, Vol. 50, No. 2, pp. 105–111 (год публикации - 2021)
10.3103/S1052618821020072

3. Корендясев Г.К., Саламандра К.Б., Тывес. Л.И. The results of the impact theory application in modeling the gear shifting processes in automatic transmissions IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering, 1129, 012058 (год публикации - 2021)
10.1088/1757-899X/1129/1/012058

4. Корендясев Г.К., Саламандра К.Б. Gear Shift Analysis in Dual-Clutch Transmissions Using Impact Theory Evgrafov A.N. (eds) Advances in Mechanical Engineering. MMESE 2020. Lecture Notes in Mechanical Engineering. Springer, Cham, pp. 92–101 (год публикации - 2021)
10.1007/978-3-030-62062-2_10

5. Крупенин В.Л., Асташев В.К. Properties of Vibration Fields in a Two-Dimensional Lattice Structure Colliding with an Obstacle Sapountzakis E.J., Banerjee M., Biswas P., Inan E. (eds) Proceedings of the 14th International Conference on Vibration Problems. Lecture Notes in Mechanical Engineering. Springer, Singapore, pp 473-485 (год публикации - 2021)
10.1007/978-981-15-8049-9_30

6. Гуськов А.М., Замурагин Ю.М. О динамических свойствах гасителя крутильных колебаний с магнитными ударными парами Проблемы машиностроения и надежности машин, № 2, с. 28–36 (год публикации - 2021)
10.31857/S0235711921020073

7. Асташев В.К., Серков Н.А., Пась О.В. Результаты исследования поведения ленты с шариками на экспериментальном стенде «Аллигатор 2м» в тестовом режиме Вестник научно-технического развития, № 160, с. 13-24 (год публикации - 2021)
10.18411/vntr2021-160-2

8. Корендясев Г.К., Саламандра К.Б. Применение теории удара для анализа переключений передач в коробках передач с двумя сцеплениями Вестник научно-технического развития, № 161, с. 29-37 (год публикации - 2021)
10.18411/vntr2021-161-4

9. Гуськов А.М., Замурагин Ю.М. Особенности виброударных гасителей колебаний Сборник трудов XXXIII Международной инновационной конференции молодых ученых и студентов (МИКМУС - 2021) (год публикации - 2022)

10. Гуськов А.М., Замурагин Ю.М. Vibration Impact Dampers Features AIP Conference Proceedings (год публикации - 2022)

11. Пась О.В., Серков Н.А. Результаты исследования поведения упругой ленты с шариками без ударов на экспериментальном стенде «Аллигатор 2м» при двустороннем возбуждении Сборник трудов XXXIII Международной инновационной конференции молодых ученых и студентов (МИКМУС - 2021) (год публикации - 2022)

12. Пась О.В., Серков Н.А. Study results of the behavior of the elastic tape with balls without impact on the “Alligator 2m” test stand with bilateral excitation AIP Conference Proceedings (год публикации - 2022)

13. Корендясев Г.К., Асатуров М.Ю. Research on the oscillation of cooling grills used for terminal devices for voice communication control systems used by air traffic controllers VIBROENGINEERING PROCEDIA, vol. 39, p.11-16 (год публикации - 2021)
10.21595/vp.2021.22285

14. Ерофеев В.И., Колесов Д.А., Леонтьева А.В., Асташев В.К. Нелинейная локализованная волна в метаматериале (градиентно-упругой среде), математическая модель которой получена методом альтернативной континуализации Проблемы прочности и пластичности (год публикации - 2022)

15. Колесов Д.А., Ерофеев В.И., Мальханов А.О., Асташев В.К. Распространение поперечной квазигармонической волны в нелинейной струне, лежащей на периодически-неоднородном основании Сборник трудов XXXIII Международной инновационной конференции молодых ученых и студентов (МИКМУС - 2021) (год публикации - 2022)

16. Колесов Д.А. Ерофеев В.И., Мальханов А.О., Асташев В.К. Propagation of a Transverse Quasi-Harmonic Wave in a Nonlinear Elastic String Lying on a Periodically Inhomogeneous Basement AIP Conference Proceedings (год публикации - 2022)

17. Корендясев Г.К., Гирко В. Models and Tools for Solving Engineering Tasks of Industrial Enterprises AIP Conference Proceedings (год публикации - 2022)