способ изменения частоты собственных колебаний корпуса оболоченной конструкции

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗМЕНЕНИЯ ЧАСТОТЫ СОБСТВЕННЫХ КОЛЕБАНИЙ КОРПУСА ОБОЛОЧЕННОЙ КОНСТРУКЦИИ, заключающийся в изменении изгибной жесткости корпуса за счет установки гидроцилиндра между крепежными элементами и воздействии его на корпус, отличающийся тем, что перед воздействием на последний между крепежными элементами устанавливают по крайней мере один дополнительный гидроцилиндр, все гидроцилиндры размещают внутри корпуса в поперечных к его продольной оси плоскостях, один вертикально, а другой горизонтально.

Описание изобретения к патенту

Изобретение может быть использовано для устранения резонансной вибрации корпуса оболочечной конструкции, эксплуатируемого в условиях циклического нагружения с широким спектром частот возмущающих нагрузок.

Известен способ гашения колебаний, заключающийся в том, что измеряют колебания объекта и периодически соединяют дополнительную массу с объектом в моменты перемены знака ускорения объекта, дополнительную массу соединяют с основной с помощью упругого элемента, а отсоединение дополнительной массы осуществляют в моменты перемены знака напряжения упругого элемента [1]

Известен способ устранения резонансной вибрации корпуса судна путем изменения частот колебаний возмущающих усилий и частот собственных колебаний корпуса относительно друг друга, изменение частот собственных колебаний корпуса судна производят путем его внецентренного сжатия, например в продольном направлении корпуса судна [2]

Недостатками данных способов являются: опасность сжимающих нагрузок для оболочечных конструкций с точки зрения потери устойчивости; не используются другие возможности изменения жесткости конструкции.

Цель изобретения полное исключение резонансного режима независимо от характера возмущающих усилий.

Это достигается тем, что в способе изменения частоты собственных колебаний корпуса оболочечной конструкции, заключающемся в изменении изгибной жесткости корпуса за счет установки гидроцилиндра между крепежными элементами и воздействии его на корпус, перед воздействием на последний между крепежными элементами устанавливают, по крайней мере один дополнительный гидроцилиндр, все гидроцилиндры размещают внутри корпуса в поперечных к его продольной оси плоскостях: один вертикально, а другой горизонтально.

На фиг.1 3 иллюстрируется предлагаемый способ.

Корпус 1 оболочечной конструкции закреплен на опорах 2 и 3, крепящих его к подвижному основанию 4. Внутри корпуса между опорами 2 и 3 располагаются два гидроцилиндра 5 и 6, гидроцилиндр 5 в вертикальной поперечной плоскости, гидроцилиндр 6 в горизонтальной поперечной плоскости симметрии корпуса. Гидроцилиндры питаются от насосной станции.

Устройство работает следующим образом.

Для устранения резонансной вибрации устройство позволяет изменять частоту собственных колебаний корпуса как в сторону увеличения, так и уменьшения за счет соответствующего изменения изгибной жесткости корпуса в частности за счет изменения момента инерции поперечного сечения корпуса.

Для увеличения частоты собственных поперечных изгибных колебаний корпуса в продольной вертикальной плоскости подается давление в гидроцилиндр 5, в результате поперечное сечение корпуса преобразуется из окружности в эллипс, вытянутый в продольной вертикальной плоскости, при этом момент инерции поперечного сечения увеличивается, а следовательно увеличивается изгибная жесткость и частота собственных изгибных колебаний корпуса (фиг.2). При устранении резонансного режима колебаний гидроцилиндр 5 возвращается в исходное положение, в котором он не влияет на характер колебаний корпуса.

Для уменьшения частоты собственных поперечных изгибных колебаний корпуса в продольной вертикальной плоскости подается давление в гидроцилиндр 6, в результате поперечное сечение корпуса преобразуется из окружности в эллипс, вытянутый в продольной горизонтальной плоскости, при этом момент инерции поперечного сечения уменьшается, а следовательно, уменьшается изгибная жесткость и частота собственных изгибных колебаний корпуса 1 (фиг.3). При устранении резонансного режима колебаний гидроцилиндр 6 возвращается в исходное положение, в котором он не влияет на характер колебаний корпуса.

Гидроцилиндры 5 и 6 работают таким образом, чтобы деформации корпуса не превышали предела его упругости.

При увеличении частоты собственных изгибных колебаний корпуса в продольной вертикальной плоскости аналогичная частота в продольной горизонтальной плоскости уменьшается, и наоборот.

Данный способ позволяет также изменять аналогичным образом и частоты оболочечных колебаний корпуса.

Влияние момента инерции сечения корпуса на частоту его изгибных балочных колебаний следует из формулы:

_i=K где _i частота собственных изгибных колебаний i-го тона;

К_i коэффициент, учитывающий характер опирания на опорах 2 и 3;

m_x погонная масса корпуса;

Е модуль упругости материала корпуса;

I момент инерции сечения корпуса.

Применение предлагаемого способа позволяет расширить возможности по устранению резонансных режимов колебаний длинномерных оболочечных конструкций.