Parametric analisys of interaction between angular and translational vibrations of vibration-sensitive systems

Abstract

Современные радиотехнические комплексы, электронно-вычислительная аппаратура и навигационное оборудование, размещаемые на подвижных объектах (летательных аппаратах, кораблях, автомобилях и другом), в процессе эксплуатации могут испытывать значительные импульсные и вибрационные механические воздействияудары, вибрации, линейные перегрузки, акустические шумы. Эти воздействия способны искажать параметры электрических сигналов, вносить дополнительные погрешности в показания приборов и даже приводить к разрушению элементов аппаратуры. Поэтому возникает необходимость в минимизации нежелательных движений этих устройств. Одним из эффективных способов решения проблемы является организация их пассивной виброзащиты, связанной с использованием инерционных, упругих, диссипативных и других пассивных элементов. В данной статье объектом исследования служит блок электронных устройств, закрепленный с помощью системы из четырех демпферов на несущей конструкции, которая подвергается поступательному вибрационному воздействию по трем взаимно ортогональным направлениям. Вследствие этого в демпфируемом блоке возбуждаются угловые колебания. Математическое моделирование реакции блока на внешние силовые факторы осуществляется в рамках классической теории динамики твердого тела. Выполнена серия численных экспериментов по определению отклика кинематических характеристик демпфируемого блока на внешнее периодическое воздействие при различных значениях коэффициентов жесткости и коэффициентов диссипации демпферов и разном положении центра масс системы. Показано, что отклонение центра масс от положения центра жесткости, а также изменение жесткостных и диссипативных характеристик демпферов в пределах статистического разброса их значений вызывают значительное увеличение угловых колебаний демпфируемого блока.Ключевые слова: пассивная виброзащита, математическая модель, вибрационные испытания, центр жесткости, центр масс, угловые колебания, демпферы, коэффициент жесткости, коэффициент диссипации Modern radio-TV complexes, electronic equipment and navigation systems placed on moving objects (aircrafts, ships, cars and others) are subjected to pulse and vibrational mechanical loads, which may distort the device characteristics and even destroy them. Therefore, there is a need to minimize unwanted movements of these devices. The effective way to solve this problem is the organization of passive vibration isolation of a device. This article explores the mechanical vibrations of a block of shock-sensitive electronic devices fixed on a rigid platform of a supporting structure. The block is isolated from the external structure using 4 dampers. The platform is subjected to translational vibrations in three mutually orthogonal directions. As a result, angular oscillations occur in the insulated block. Mathematical modeling of the block response to external disturbances is carried out in the framework of the classical theory of rigid body dynamics. A series of numerical experiments was performed to simulate the response of the insulated block to an external per...