Розробка фізико-математичної моделі коливань дебалансного вібратора пневмосортувального стола

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.281425

Ключові слова:

дебалансний вібратор, пневмосортувальний стіл, коливання круглої пластини, динамічний ефект несиметрії

Анотація

Розроблено фізико-математичну модель коливань дебалансних вібраторів пневмосортувального стола як нестаціонарних коливань імпульсно навантаженої круглої пластини з різними варіантами закріплення її контуру. Розглянуто вісесеметричні нестаціонарні коливання круглої пластини, підкріпленої однобічною круглою основою, при двох варіантах закріплення її контуру, а саме при його жорсткому затисненні та вільному обпиранні. Уведено припущення, що лінійно-пружна основа чинить опір лише стисканню і не сприймає розтягу. Показано, що за певних тривалостей поперечного силового імпульсу в часі, амплітуда прогину середини пластини в напрямі дії зовнішнього імпульсу може бути меншою за амплітуду прогину в зворотному напрямі. При цьому в другому випадку відсутній контакт пластини з основою. Доведено, цей динамічний ефект несиметрії пружної характеристики системи стосується також згинальних моментів і більш виразно проявляється при вільному обпиранні контуру, ніж при жорсткому його затисненні. Для прямокутного та синусоїдального імпульсу побудовано замкнені розв’язки рівнянь руху пластини при її контакті з основою при та після відриву від основи. Виведено компактні формули для розрахунку амплітуд додатних і від’ємних прогинів в обидва боки від нульового положення статичної рівноваги. Одержано формули для обчислення часу отримання пластиною екстремальних значень прогинів, що досягнуто завдяки вибору спеціальної вісесиметричного розподілу динамічного тиску по пластині. За такого навантаження пластина всіма точками, крім контурних, одночасно відривається від основи, що зводить нелінійну крайову задачу до послідовності двох лінійних задач. Для перевірки вірогідності побудованих аналітичних розв’язків проведено числове інтегрування диференціального рівняння. Адекватність моделі доведена за наступних значень вихідних параметрів: модуль пружності – 2,1·1011 Па; коефіцієнт Пуассона матеріалу пластини – 0,25; товщина пластини – 7…10 мм; максимальний тиск на пластину – 4·103 Па; згинальна жорсткість пластини – 6402,6667 Н·м

Біографії авторів

Максим Володимирович Сліпченко, Державний біотехнологічний університет

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра надійності та міцності машин і споруд ім. В. Я. Аніловича

Вадим Вікторович Бредихін, Державний біотехнологічний університет

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра надійності та міцності машин і споруд ім. В.Я. Аніловича

Лілія Вікторівна Кісь-Коркіщенко, Державний біотехнологічний університет

Доктор філософії, старший викладач

Кафедра обладнання та інжинірингу переробних і харчових виробництв

Андрій Олегович Пак, Державний біотехнологічний університет

Доктор технічних наук, доцент

Кафедра фізики та математики

Олексій Ігорович Алфьоров, Сумський національний аграрний університет

Доктор технічних наук, доцент

Кафедра проектування технічних систем

Посилання

  1. Yang, B. (2019). Machine learning-based evolution model and the simulation of a profit model of agricultural products logistics financing. Neural Computing and Applications, 31 (9), 4733–4759. doi: https://doi.org/10.1007/s00521-019-04072-5
  2. Adamchuk, V., Bulgakov, V., Ivanovs, S., Holovach, I., Ihnatiev, Y. (2021). Theoretical study of pneumatic separation of grain mixtures in vortex flow. Engineering for Rural Development. doi: https://doi.org/10.22616/erdev.2021.20.tf139
  3. Kharchenko, S., Borshch, Y., Kovalyshyn, S., Piven, M., Abduev, M., Miernik, A. et al. (2021). Modeling of Aerodynamic Separation of Preliminarily Stratified Grain Mixture in Vertical Pneumatic Separation Duct. Applied Sciences, 11 (10), 4383. doi: https://doi.org/10.3390/app11104383
  4. Bulgakov, V., Nikolaenko, S., Holovach, I., Boris, A., Kiurchev, S., Ihnatiev, Y., Olt, J. (2020). Theory of motion of grain mixture particle in the process of aspiration separation. Agronomy Research, 18 (2), 1177–1188. doi: https://doi.org/10.15159/AR.20.069
  5. PM 3/78 (2) Consignment inspection of seed and grain of cereals. (2021). EPPO Bulletin, 51 (3), 387–396. doi: https://doi.org/10.1111/epp.12772
  6. Bredykhin, V., Gurskyi, P., Alfyorov, O., Bredykhina, K., Pak, A. (2021). Improving the mechanical-mathematical model of grain mass separation in a fluidized bed. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (1 (111)), 79–86. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.232017
  7. Manevich, A. I. (2020). Stability of synchronous regimes in unbalanced rotors on elastic base. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science, 235 (20), 4735–4748. doi: https://doi.org/10.1177/0954406220920325
  8. Dreizler, R. M., Lüdde, C. S. (2010). Dynamics I: Axioms and Conservation Laws. Graduate Texts in Physics, 67–137. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-642-11138-9_3
  9. Smetankina, N., Merkulova, A., Merkulov, D., Postnyi, O. (2021). Dynamic Response of Laminate Composite Shells with Complex Shape Under Low-Velocity Impact. Integrated Computer Technologies in Mechanical Engineering - 2020, 267–276. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-030-66717-7_22
  10. Hu, Y.-T., Huang, Y.-Y., Li, S.-P., Zhong, W.-F. (1999). The effects of bridging in a 3D composite on buckling, postbuckling and growth of delamination. Archive of Applied Mechanics (Ingenieur Archiv), 69 (6), 419–428. doi: https://doi.org/10.1007/s004190050231
  11. Akavci, S. S., Yerli, H. R., Dogan, A. (2007). The first order shear deformation theory for symmetrically laminated composite plates on elastic foundation. The Arabian journal for science and engineering, 32 (2B), 341–348. Available at: https://www.researchgate.net/publication/288690011_The_first_order_shear_deformation_theory_for_symmetrically_laminated_composite_plates_on_elastic_foundation
  12. Birman, V. (2008). Shape memory elastic foundation and supports for passive vibration control of composite plates. International Journal of Solids and Structures, 45 (1), 320–335. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijsolstr.2007.08.023
  13. Popov, V., Kyrylova, O. (2020). A Dynamic Contact Problem of Torsion that Reduces to the Singular Integral Equation with Two Fixed Singularities. Proceedings of the Third International Conference on Theoretical, Applied and Experimental Mechanics, 187–192. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-030-47883-4_35
  14. Zenkour, A. M. (2011). Bending of orthotropic plates resting on Pasternak’s foundations using mixed shear deformation theory. Acta Mechanica Sinica, 27 (6), 956–962. doi: https://doi.org/10.1007/s10409-011-0515-z
  15. Ugrimov, S., Tormosov, Yu., Kutsenko, V., Lebedinetc, I. (2014). Modeling of the stress-strain state of layered orthotropic plates on elastic foundation. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (7 (71)), 4–9. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2014.27632
  16. Dehghany, M., Farajpour, A. (2014). Free vibration of simply supported rectangular plates on Pasternak foundation: An exact and three-dimensional solution. Engineering Solid Mechanics, 2 (1), 29–42. doi: https://doi.org/10.5267/j.esm.2013.12.001
  17. Setooden, A., Azizi, A. (2015). Bending and free vibration analyses of rectangular laminated composite plates resting on elastic foundation using a refined shear deformation theory. Iranian Journal of Materials Forming, 2 (2), 1–13. doi: https://doi.org/10.22099/ijmf.2015.3236
  18. Zenkour, A. M., Radwan, A. F. (2019). Hygrothermo-mechanical buckling of FGM plates resting on elastic foundations using a quasi-3D model. International Journal for Computational Methods in Engineering Science and Mechanics, 20 (2), 85–98. doi: https://doi.org/10.1080/15502287.2019.1568618
  19. Olshanskii, V., Olshanskii, S. (2018). On the effect of non-symmetry of the powerful characteristics of the vibration system in mechanical impact. Vibratsiyi v tekhnitsi ta tekhnolohiyakh, 2, 36–40. Available at: http://nbuv.gov.ua/UJRN/vvtt_2018_2_7
  20. Olshanskiy, V., Slipchenko, M. (2021). Dynamic effect of asymmetry in oscillating systems. InterConf, 50. Available at: https://ojs.ukrlogos.in.ua/index.php/interconf/article/view/11463
  21. Yatsun, V., Filimonikhina, I., Podoprygora, N., Hurievska, O. (2018). Motion equations of the single­mass vibratory machine with a rotary­oscillatory motion of the platform and a vibration exciter in the form of a passive auto­balancer. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (7 (96)), 58–67. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.150339
  22. Ol’shanskii, V. P., Burlaka, V. V., Slipchenko, M. V. (2019). Dynamics of Impulse-Loaded Beam with One-Sided Support Ties. International Applied Mechanics, 55 (5), 575–583. doi: https://doi.org/10.1007/s10778-019-00979-7
  23. Jung, D. (2018). Supercritical Coexistence Behavior of Coupled Oscillating Planar Eccentric Rotor/Autobalancer System. Shock and Vibration, 2018, 1–19. doi: https://doi.org/10.1155/2018/4083897
Розробка фізико-математичної моделі коливань дебалансного вібратора пневмосортувального стола

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-08-31

Як цитувати

Сліпченко, М. В., Бредихін, В. В., Кісь-Коркіщенко, Л. В., Пак, А. О., & Алфьоров, О. І. (2023). Розробка фізико-математичної моделі коливань дебалансного вібратора пневмосортувального стола. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(7 (124), 89–97. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.281425

Номер

Том 4 № 7 (124) (2023): Прикладна механіка

Розділ

Прикладна механіка

Ліцензія

Авторське право (c) 2023 Maksym Slipchenko, Vadym Bredykhin, Liliia Kis-Korkishchenko, Andrey Pak, Oleksiy Alfyorov

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.