Сетевое издание
Международный студенческий научный вестник
ISSN 2409-529X

НЕКОТОРЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИНАМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА МНОГОМАССОВОЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

Чернов Д.М. 1 Тряпицын Ю.Д. 1
1 АМТИ (филиал) ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет»
1. Свидетельство № 50201000900 о Государственной регистрации электронного ресурса «Формирование информационного поля профессиональной деятельности бакалавров технического направления». Авторы: Гриненко Н.Ю., Тряпицын Ю.Д. Зарегистрировано в Объединенном фонде электронных ресурсов «Наука и образование» РАО 08 июня 2010 г. №15817.
2. Ивановский В.Н., Дарищев В.И., Сабиров А.А., Каштанов В.С., Пекин С.С. Скважинные насосные установки для добычи нефти. М.: ГУП, Изд-во «Нефть и газ», РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2002. 824 с.

Возможные пути решения проблемы подготовки высококвалифицированного специалиста заключаются в совместном использовании, по крайней мере, двух категорий процесса обучения: модульно-рейтинговой системы организации учебного процесса; формирования мотивации к самообучению при организации практикума нетрадиционной формы.

Работа выполнена в формате курсового проектирования для образовательных программ бакалавриата технических направлений.

Цель работы: проверка разработанной нами ранее методологии модельно-математического исследования технических систем [1].

Динамический анализ позволяет произвести полный силовой расчёт технического объекта с целью определения законов движения его звеньев под действием заданных сил.

В работе исследуется многомассовая механическая система с одной степенью свободы, представленная в учебнике [2]. Составим уравнения движения системы в форме уравнения Лагранжа 2-го рода. В качестве обобщённой координаты принят угол поворота ведущего звена φ.

Вычисляем кинетическую энергии многомассовой механической системы реального объекта.

7190.eps (1)

Обобщенная сила системы равна:

7189.eps (2)

Уравнения (1) и (2) решены в среде математического пакета MathCad 14 методом Рунге-Кутта.

Изменение энергосиловых характеристик системы представлены на рисунке. Например, величина кинетической энергии механической системы Т зависит от угловой скорости ведущего звена и не зависит от направления движения точки D (точка подвеса штанг). Величина обобщенной силы Q отличается по модулю на 30% для различных перемещений точки D.

Chernov1.tif

 

Изменение энергосиловых параметров системы за время равное полному обороту ведущего звена

Модуль крутящего момента меняется в зависимости от направления движения точки D. 

Для хода точки D вниз: увеличение модуля крутящего момента носит линейный характер (см. рисунок).

Для хода точки D вверх: модуль крутящего момента увеличивается до 2,5 раз; изменение его носит скачкообразный характер (рисунок),

Модуль крутящего момента пропорционален величине углового ускорения ε1 и тангенциальной составляющей суммарного усилия Fτ на пальце ведущего звена (точка А).

Подтверждается известное положение [2], что силовое взаимодействие в точке D отличается по величине при ходе точки D «вверх» и «вниз» на 30-50%. Дисбаланс активных сил при ходе «вниз» заставляет механическую систему в целом дополнительно «разгонять» приводной электродвигатель, переведя его на работу в «генераторном» режиме.

Выводы.

1. Предложенная методология модельно-математического мышления, использована для формирования учебно-исследовательской компетентности обучающихся на примере исследования динамики механической системы.

2. Применение данной методологии требует от обучающегося умения пользоваться специальной технической литературы и позволяет ему самостоятельно получить углубленные знания и навыки, развивающие его творческие способности.


Библиографическая ссылка

Чернов Д.М., Тряпицын Ю.Д. НЕКОТОРЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИНАМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА МНОГОМАССОВОЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ // Международный студенческий научный вестник. – 2015. – № 5-4. ;
URL: https://eduherald.ru/ru/article/view?id=13973 (дата обращения: 03.12.2022).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074