Ebook: Исследование крутильных колебаний валов поршневых двигателей путем электрического моделирования

Труды ЦИАМ №
121. Издательство бюро новой техники, 1948. – 42 с.Введение
Исследование динамических нагрузок валов поршневых двигателей обычно требует сопоставления многочисленных вариантов расчета крутильных колебаний и сопряжено с необходимостью производить весьма трудоемкие вычисления.
Так как дальнейшее упрощение численных методов расчет крутильных колебаний представляется мало эффективным, автором был избран путь электрического моделировання динамических процессов в вале двигателя, при котором вычисления заменяются электрическими измерениями в моделях.
В результате были разработаны методы решения актуальных в настоящее время задач расчета крутильных колебаний валов поршневых двигателей и необходимая электрическая аппаратура- В ордена Ленина ЦИАМ им. П. И. Баранова был создан специальный электрический расчетный стенд в котором на экране катодного осциллографа непосредственно получаются диаграммы изменения динамических моментов во времени для любого участка вала- Эта установка, воспроизводящая свойственное двигателю сложное полигармоническое возбуждение, осуществлена в ЦИАМ впервые в практике моторостроения и успешно используется. С ее помощью оказалось возможным подробно исследовать влияние вынужденных колебаний на величину динамических моментов в коренных и шатунных шейках коленчатого вала. Сопоставление динамических нагрузок для большого числа модификаций динамических схем позволило значительно полнее осветить вопрос о распределении моментов в валах рядных авиационных моторов. Расчетный стенд был также успешно применен для исследования валов с динамическими демпферами к для решения других актуальных задач.
Метод электрического моделирования в ряде случаев оказался весьма эффективным к для решения нелинейных задач, выдвинутых в данной области, главным образом, благодаря применению упругих муфт с нелинейными характеристиками и нелинейным демпфирующим устройством.
Увеличение вычислительных работ при расчете крутильных колебаний обусловлено необходимостью удовлетворить все' усложняющиеся требования, предъявляемые к объему исследования. Если раньше ограничивались лишь нахождением частот и форы собственных крутильных колебаний системы вала, а амплитуды колебаний и динамические моменты в элементах вала определяли только для резонансных гармонических составляющих возбуждения, то в настоящее время важнейшее значение приобретает получение амплитуд вынужденных колебаний и динамических моментов в элементах вяла под действием всего спектра гармонических составляющих возбуждения. Подобное усложнение задачи объясняется тем, что в современных конструкциях двигателей интенсивные резонансные колебания обычно удается предварительно устранить в диапазоне рабочих чисел оборотов путем рационального выбора динамической схемы или при помощи демпфирующих устройств. Отдельные гармонические составляющие не получают, таким образом, столь превалирующего эффекта, и для определения динамических моментов в элементах вала требуется учет динамического воздействии на систему вала всей совокупности гармонических составляющих периодического возбуждения, приложенного к тому же в ряде точек вала и со сдвигом фаз.
Особенно существенно поэтому то, что в установке ЦИАМ автоматически производится одновременное задание всего комплекса внешних динамических возбуждающих моментов, приложенных в ряде точек, как это свойственно рассматриваемым системам.