PhD in Technical Sciences, leading researcher of Laboratory of Computational Mechanics and Risk Analysis
кандидат технических наук, доцент, ведущий научный сотрудник Лаборатории вычислительной механики и риск-анализа
PhD in Technical Sciences, Senior Researcher of Laboratory of Computational Mechanics and Risk Analysis
кандидат технических наук, старший научный сотрудник Лаборатории вычислительной механики и риск-анализа
PhD in Technical Sciences, Researcher of Laboratory of Computational Mechanics and Risk Analysis
кандидат технических наук, научный сотрудник Лаборатории вычислительной механики и риск-анализа
Due to the limited number of loading directions for wire-rope vibration isolators for which experimental stiffness characteristics are available, the development of a computational procedure for substantiating their characteristics is relevant. An analysis of a large set of experimental load-deflection curves for wire-rope vibration isolators of various standard sizes and manufacturers made it possible to identify qualitative patterns of stiffness nonlinearity. One such pattern is a decrease in the degree of nonlinearity in the curves of vibration isolators designed for higher loads. The aim of this study is to test the hypothesis that the superposition principle can be applied to experimental nonlinear load-deflection curves with controlled and practically acceptable error. The study investigates the feasibility of obtaining calculated load-deflection curves for a model wire-rope vibration isolator under an arbitrary direction of load application through analytical and numerical superposition of the available manufacturer-specified experimental load-deflection curves. Numerical superposition was performed using a finite element representation of the wire-rope vibration isolator as a three-dimensional system of nonlinear springs. The obtained error estimates do not, in the general case, allow the superposition principle to be used for engineering calculations, despite the weakly pronounced nonlinearity of the manufacturer-specified curves. However, for wire-rope vibration isolators designed for higher loads, the use of the superposition principle to calculate design load-deflection curves appears potentially promising.
В силу ограниченного числа направлений нагружения тросовых виброизоляторов, обеспеченных экспериментальными характеристиками жесткости, актуальным является разработка технологии их расчетного обоснования. Анализ большого массива экспериментальных нагрузочных диаграмм тросовых виброизоляторов различных типоразмеров и производителей позволил установить качественные закономерности нелинейности жесткости. Одна из них заключается в уменьшении степени нелинейности диаграмм виброизоляторов, рассчитанных на большие нагрузки. Цель исследования - проверка гипотезы о возможности применения принципа суперпозиции экспериментальных нелинейных нагрузочных диаграмм с контролируемой и практически приемлемой погрешностью. Исследованы возможности получения расчетных нагрузочных диаграмм модельного тросового виброизолятора для произвольного направления приложения нагрузки путем аналитической и численной суперпозиции имеющихся паспортных (экспериментальных) нагрузочных диаграмм. Численная суперпозиция осуществлялась с использованием конечно-элементного представления тросового виброизолятора пространственной системой нелинейных пружин. Полученные оценки погрешности не позволяют в общем случае использовать принцип суперпозиции для инженерных расчетов, несмотря на слабо выраженный характер нелинейности паспортных диаграмм. Однако для тросовых виброизоляторов, рассчитанных на большие нагрузки, применение принципа суперпозиции для вычисления расчетных нагрузочных диаграмм представляется потенциально перспективным.