Для цитирования:
Кудратов А. Э., Худазаров Р. С., Юлдошева О. О. Подавление поперечных колебаний упругой балки с использованием динамических поглотителей // Известия вузов. ПНД. 2026. Т. 34, вып. 3. С. 420-431. DOI: 10.18500/0869-6632-003216, EDN: WCVTIS
Подавление поперечных колебаний упругой балки с использованием динамических поглотителей
Целью данной работы является исследование задачи оптимизации параметров упругой балки с динамическими гасителями колебаний при поперечных вибрациях. Особое внимание уделяется повышению эффективности подавления колебаний за счёт оптимального подбора параметров системы, а также анализу влияния массового отношения и расположения гасителей вдоль балки.
Методы. Постановка задачи выполнена в рамках классической теории упругих балок. Для решения уравнений поперечных колебаний используется метод Бубнова–Галёркина, позволяющий свести исходную краевую задачу к системе обыкновенных дифференциальных уравнений. Дополнительно применяется метод вертикальных касательных для определения оптимальных параметров настройки динамических гасителей на основе анализа амплитудно-частотных характеристик. В случае системы с несколькими гасителями решение строится с использованием метода разложения по формам собственных колебаний.
Результаты. Получены аналитические зависимости, характеризующие эффективность демпфирования поперечных колебаний балки. Установлено влияние массового отношения и положения динамических гасителей на их оптимальные параметры. Показано, что использование двух параллельно установленных динамических гасителей позволяет существенно расширить диапазон эффективного подавления колебаний. Проведён анализ амплитудно-частотных характеристик системы и определены
оптимальные параметры настройки при различных граничных условиях.
Заключение. Предложенный подход является эффективным инструментом для оптимизации систем виброзащиты упругих балок. Совместное применение метода Бубнова–Галёркина и метода вертикальных касательных обеспечивает высокую точность и вычислительную эффективность. Полученные результаты могут быть использованы при проектировании инженерных конструкций с повышенными требованиями к снижению вибраций
- Lee C-M, Goverdovskiy VN. Vibration Protection Systems with Negative and Quasi-Zero Stiffness: Developmental Trends and Theory Baseline. In: Vibration Protection Systems: Negative and Quasi-Zero Stiffness, ch. 2. Cambridge: Cambridge University Press; 2021. P. 25–51. DOI: 10.1017/9781108874540.004.
- Perepelkin EE, Sadovnikov BI, Inozemtseva NG, Klimenko MV. Investigation of the dynamics of transverse oscillations of a vertical rod under gravity, friction, and thermal expansion. Progress in Nuclear Energy. 2024;177:105419. DOI: 10.1016/j.pnucene.2024.105419.
- Cubero D, Renzoni F. Vibrational mechanics in higher dimension: Tuning potential landscapes. Phys. Rev. E. 2021;103:032203. DOI: 10.1103/PhysRevE.103.032203.
- Hua Yu, Xie W, Xie J. Novel rod–sprung–mass model to investigate characteristics of building structural vibration induced by railways. Journal of Building Engineering. 2024;97:110889. DOI: 10.1016/j.jobe.2024.110889.
- Zainulabidin MH, Jaini N. Vibration analysis of a rod structure attached with a dynamic vibration absorber. Applied Mechanics and Materials. 2013;315:315–319. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.315.315.
- Shpachuk V, Rubanenko A, Vashchenko Y, Beketov O. Influence of mechanical and structural parameters of the rod with mass damper on the natural frequencies of transverse vibrations. Minicipal Economy of Sities. Serial: Technical Sciences and Architecture. 2017;1(134):2–7 (in Russian).
- Dusmatov OM. Modeling the Dynamics of Vibroprotection Systems. Tashkent: Fan Publishing House; 1997. 168 p.
- Pisarenko GS., Boginich OE. Oscillations of Kinematically Excited Mechanical Systems with Allowance for Energy Dissipation. Kiev: Naukova Dumka; 1981. 220 p. (in Russian). % Колебания кинематически возбуждаемых механических систем с учетом диссипации энергии / Г. С. Писаренко, О. Е. Богинич ; АН УССР, Институт проблем прочности. — Киев : Наукова думка, 1981. — 218 с.
- Pisarenko GS, Yakovlev AP, Matveev VV. Vibration-Absorbing Properties of Structural Materials. Kyiv: Naukova Dumka; 1971. 375 p. (in Russian).
- Mirsaidov M, Mamasoliev K. Contact interactions of multi-layer plates with a combined base. AIP Conference Proceedings. 2022;2637(1):050001. DOI: 10.1063/12.0013538.
- Khodjabekov MU, Buranov KhM, Qudratov AE. Modal mass and stiffness of hysteresis type elastic dissipative characteristic plate. AIP Conference Proceedings. 2022;2637(1):050004. DOI: 10.1063/5.0118292.
- Mirsaidov MM, Dusmatov OM, Khodjabekov MU. Stability of nonlinear vibrations of plate protected from vibrations. J. Phys.: Conf. Ser. 2021;1921:012097. DOI: 10.1088/1742-6596/1921/1/012097.
- Mirsaidov M, Dusmatov O, Khodjabekov M. Stability of nonlinear vibrations of elastic plate and dynamic absorber in random excitations. E3S Web of Conferences. 2023;410:03014. DOI: 10.1051/e3sconf/202341003014.
- Dusmatov O, Buranov Kh, Absalomov T. On nonlinear vibrations of an elastic rod with a dynamic damper. Proceedings of the International Conference on Modern Problems of Mathematics. Physics and Information Technology. Tashkent; 2004. P. 156–158.
- Pavlovsky MA, Rijkov LM, Yakovenko VB, Dusmatov OM. Nonlinear Problems of Dynamicslinebreak of Vibro-Protected System. Kiev: Tekhnika; 1997. 204 p. (in Russian).
- 387 просмотров