Развитие теории и методов проектирования машин с системами инфрачастотной виброзащиты тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.02, доктор технических наук Говердовский, Владимир Николаевич

• Говердовский, Владимир Николаевич
• доктор технических наук
• 2006

Оглавление диссертации доктор технических наук Говердовский, Владимир Николаевич

ВВЕДЕНИЕ.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА И АББРЕВИАТУРА.

1. МЕТОДЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМ ИНФРАЧАСТОТНОЙ ВИБРОЗАЩИТЫ.

1.1. Методы проектирования и показатели качества традиционных систем виброзащиты.

1.1.1. Выбор типа упругих связей.

1.1.2. Выбор типа диссипативных связей.

1.2. Развитие концепции активной виброизоляции.

1.3. Методы минимизации жесткости упругих связей.

1.3.1. «Прямые» методы. Оценка предельных возможностей минимизации жесткости пневматической пружины.

1.3.2. Методы проектирования систем, упругие связи которых имеют свойство «отрицательной» жесткости.

Выводы по главе 1.

2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ МЕХАНИЗМОВ

ДЛЯ СИСТЕМ ВИБРОЗАЩИТЫ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН.

2.1. Структурные схемы механизмов преобразования движения.

2.1.1. Обзор схем исходных механизмов.

2.1.2. Атлас механизмов преобразования движения, содержащих кинематические цепи для присоединения избыточных упругих связей с «отрицательной» жесткостью.

2.2. Источники снижения показателей качества структурных элементов систем виброзащиты.

2.2.1. Схемы распределения подвижных соединений звеньев и упругих связей с приводом.

2.2.2. Источники снижения качества на элементном уровне.

2.2.3. Источники снижения качества на подсистемном уровне.

2.2.4. Источники снижения качества на системном уровне.

2.3. Введение избыточности разного уровня.

2.3.1. Системная избыточность.

2.3.2. Избыточная упругая связь с приводом.

2.3.3. Избыточная кинематическая цепь.

2.4, Оптимальные по качеству схемы механизмов с параллельной структурой.

Выводы по главе 2.

3. АЛГОРИТМ ВЫБОРА ТИПА УПРУГОЙ СИСТЕМЫ С «ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ» ЖЕСТКОСТЬЮ.

3.1. Методы определения и измерения хаотического движения.

3.1.1. Качественные методы.

3.1.1.1. Амплитудные характеристики и фазовые траектории.

3.1.1.2. Сечения (отображения) Пуанкаре.

3.1.1.3. Бифуркационные диаграммы.

3.1.2. Количественные методы.

3.1.2.1. Фрактальная размерность.

3.1.2.2. Наибольшая экспонента Ляпунова.

3.2. Выбор типа системы с упругими связями «отрицательной» жесткости.

3.2.1. Системы «первого» типа и виброизолирующие механизмы на их основе.

3.2.2. Системы «второго» типа.

3.3. Оценка влияния уровня демпфирования на устойчивость в большом» управляемого виброизолирующего пневмомеханизма с избыточными упругими связями «отрицательной» жесткости.

Выводы по главе 3.

4. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ПОЗИЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ ВИБРОИЗОЛИРУЮЩИМИ ПНЕВМОМЕХАНИЗМАМИ

С УПРУГИМИ СВЯЗЯМИ МИНИМАЛЬНОЙ ЖЕСТКОСТИ.

4.1. Объект управления и диапазоны регулирования управляющих параметров.

4.1.1. Диапазон регулирования жесткости.

4.1.2. Диапазон регулирования демпфирования.

4.2. Уравнения движения.

4.3. Результаты синтеза закона управления.

4.3.1. Диапазон минимумов жесткости.

4.3.2. Критерии управления пневмомеханизмом.

4.4. Алгоритм управления.

4.4.1. Работа алгоритма в режиме выбора исходной позиции.

4.4.2. Работа алгоритма при регулировании высоты исходной позиции.

4.4.3. Работа алгоритма в режиме адаптивного управления.

4.4.4. Работа алгоритма в режиме стабилизации.

4.5. Организация системы управления виброизолирующим пневмомеханизмом.

Выводы по главе 4.

5. ГЕОМЕТРИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ МЕХАНИЗМОВ С УПРУГИМИ СВЯЗЯМИ «ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ» ЖЕСТКОСТИ.

5.1. Ограничения на компоновку системы виброзащиты в составе машины. Требования к жесткости упругих связей.

5.2. Обобщенная модель элемента упругих связей с «отрицательной» жесткостью.

5.2.1. Оценка возможностей регулирования «отрицательной» жесткости.

5.2.2. Выбор кандидатов на роль элемента упругих связей с «отрицательной» жесткостью «в большом».

5.2.2.1. Постановка задачи.

5.2.2.2. Уравнения задачи.

5.2.2.3. Решения задачи.

5.3. Задача о деформировании упругих связей с «отрицательной» жесткостью.

5.3.1. О методе решения задачи о геометрически нелинейном деформировании элементов тонкостенных конструкций.

5.3.2. Итерационная процедура решения задачи.

5.3.3. О форме записи уравнений задачи.

5.4. Методика проектного расчета механизма с упругими связями «отрицательной» жесткости.

5.4.1. Конечно-элементная модель элемента упругих связей.

5.4.2. Расчет механизмов с упругими связями регулируемой «отрицательной» жесткости.

5.4.2.1. Условия задачи.

5.4.2.2. Безразмерные проектные параметры задачи.

5.4.2.3. Решение задачи.

5.4.2.4. Генеральная параметрическая зависимость для оптимизационного расчета.

5.4.3. Методические примеры расчета.

5.4.3.1. Расчет механизма для пневматической подвески сиденья.

5.4.3.2. Расчет механизма для пневматических опор кабины тяжелого грузового транспортного средства.

5.4.3.3. Расчет механизма для пневматических опор виброизолирующего мини-стола для монтажа, например, измерительного прибора.

5.4.4. Чувствительность функциональных характеристик механизма к изменению геометрических параметров.

Выводы по главе 5.

6. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ОЦЕНКИ И ПОВЫШЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА СТРУКТУРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМ ИНФРАЧАСТОТНОЙ ВИБРОЗАЩИТЫ.

6.1. Инфрачастотная виброзащита при слабом входном сигнале в условиях сухого трения.

6.2. Метод оценки влияния зазоров в подвижных соединениях на кинематику механизма преобразования движения.

6.3. Оценка структурного трения в упругих связях с «отрицательной» жесткостью.

6.4. Антифрикционные свойства фторсодержащих композиций и вопросы их применения в виброизолирующих механизмах.

Выводы по главе 6.

7. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМ ИНФРАЧАСТОТНОЙ ВИБРОЗАЩИТЫ.

7.1. Исследование статических характеристик.

7.1.1. Цель и задачи экспериментов.

7.1.2. Измеряемые параметры.

7.1.3. Оборудование для статических испытаний исследуемого объекта. Обработка результатов измерений.

7.1.4. Характеристики «сила-перемещение» упругих связей.

7.1.4.1. Несущие упругие связи.

7.1.4.2. Упругие связи с «отрицательной» жесткостью.

7.1.4.3. Упругие связи минимальной жесткости.

7.1.5. Оценка деформированного состояния модели системы с «отрицательной» жесткостью.

7.2. Исследование динамических характеристик.

7.2.1. Комплекс для воспроизведения и измерения вибраций.

7.2.1.1. Оборудование для воспроизведения виброударных нагрузок.

7.2.1.2. Оборудование для измерения, регистрации и анализа вибраций.

7.2.1.3. Программное обеспечение для автоматизированных исследований, проводимых на испытательном комплексе.

7.2.2. Измеряемые параметры.

7.2.3. Критерии качества виброзащиты.

7.2.4. Результаты исследования динамики образцов виброизолирующих механизмов с упругими связями минимальной жесткости.

7.2.4.1. Механизмы с пассивным управлением.

7.2.4.2. Пневмомеханизмы с активным управлением.

Выводы по главе 7.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Развитие теории и методов проектирования машин с системами инфрачастотной виброзащиты»

Актуальность проблемы. Рост интенсивности вибрационных воздействий на человека и технику, увеличение разнообразия таких воздействий, в связи с созданием машин новых типов, вызвали большой интерес к исследованиям инфранизкочастотных и особенно инфрачастотных вибраций. Вместе с тем, развитие методов синтеза нелинейных упругих систем, появление новых геометрических и топологических представлений в нелинейной динамике, успехи в создании микропроцессорной техники и средств измерения дают шанс для решения такой трудноразрешимой проблемы, как инфрачастотная виброзащита.

Результаты исследований показывают, что вибрации в диапазоне частот / = Q.5 +10 Гц являются наиболее вредными и опасными как для жизнедеятельности человека [3, 14, 31, 37, 38, 81, 95, 97, 98, 116, 119, 122, 139, 151, 153, 159, 160, 163, 164, 171, 175, 176, 183, 188, 201], так и нормального функционирования транспортных средств и самоходных технологических машин, других объектов машиностроения [6,9, 14,23,36, 44,45,75, 81,92,112, 142,183,192,199].

Основными выводами исследований является следующее:

1) Наивысшая чувствительность операторов наземных транспортных средств и самоходных технологических машин, пилотов вертолетов, а также многих объектов машиностроения, например, электронного оборудования, транспортируемого в виброзащитных контейнерах, находится в полосе частот / = 0.5-г 5 Гц [14, 35, 45, 75, 81, 119, 122, 153, 159, 171, 175,176].

2) Дискомфорт и риск физического повреждения человека-оператора или пассажира, риск нарушений технологических процессов в машинах и оборудовании, вероятнее всего, не может быть снижен с помощью методов и средств, разрабатываемых в рамках традиционной концепции. Она заключается в ослабления влияния возмущения на колебания объекта защиты и его элементов на резонансных частотах с помощью, как правило, жидкостных демпферов пассивного, полуактивного или активного управления. При этом качество защиты определяется балансом параметров упруго-диссипативных характеристик пассивных упругих связей, которые, как известно, недостаточно эффективны в диапазоне инфрачастот. Поэтому виброизолирующие механизмы, содержащие подобные упругие связи, не отвечают требованиям в указанном диапазоне частот. Более того, они усиливают входной сигнал на частотах порядка / = 1.25 ч-4.5 Гц [3, 14,31,38,78,139, 153,160, 171, 175,176].

3) Будущее транспортного машиностроения и ряда других отраслей зависит, в значительной степени, от того, появятся ли новые проекты машин, требующие для разработки разумных дополнительных затрат и обеспечивающих функциональный комфорт человека и нормальную работу технических объектов при вибрациях в диапазоне инфрачастот.

Вместе с тем, проблема, непреодолимая с помощью известных подходов, во всяком случае, в условиях гравитации, может быть решена путем создания методов минимизации жесткости упругих связей и стабилизации виброизолирующего механизма с упругими связями минимальной жесткости. Тогда можно обеспечить для объекта защиты: а) неподвижность при установившемся вибрационном движении, начиная с диапазона инфрачастот; б) безударное движение при импульсных нагрузках. Разработка систем с упругими связями регулируемой «отрицательной» жесткости и их введение в структуру виброизолирующего механизма дает неограниченные возможности минимизации жесткости и, соответственно, повышения качества систем инфрачастотной виброзащиты.

Однако известные подходы, следующие этой концепции, имеют, главным образом, интуитивный характер и применимы для решения частных задач. Поэтому дальнейшее развитие и успешное применение концепции видится, прежде всего, в разработке методов: а) структурного и геометрического синтеза виброизолирующих механизмов, упругие связи которых могут иметь «отрицательную» жесткость; б) прогнозирования и диагностики колебаний систем с «отрицательной» жесткостью на основе новых геометрических и топологических представлений в нелинейной динамике; в) позиционного управления виброизолирующими механизмами, структурные элементы которых предрасположены к хаотическим колебаниям; г) оценки и повышения качества структурных элементов систем виброзащиты на инфрачастотах.

Разработке методов проектирования систем для обеспечения функционального комфорта человека и нормальной работы машин при инфрачастотных вибрациях в процессе совершенствования современных и создания перспективных машин и посвящена предлагаемая работа.

В первой главе, на основе литературных источников и собственного опыта, дан краткий анализ основных концепций виброзащиты, методов проектирования виброизолирующих механизмов для защиты человека или машин от вибраций в диапазоне инфрачастот, а также результатов разработки и применения известных методов.

По-видимому, методы создания виброизолирующих механизмов для систем инфрачастотной виброзащиты можно классифицировать по трем группам, в соответствии с основными концепциями, которым следуют известные методы:

• Методы создания виброизолирующих механизмов, структура которых содержит упруго-диссипативные связи, а качество заключается в выборе компромисса между жесткостью и демпфированием, в пределах возможностей известных упругих материалов и конструкций, и управлении демпфированием пассивными или полуактивными методами.

Наиболее высокий уровень качества достигается путем присоединения к структуре виброизолирующего механизма дополнительного механизма демпфирования. Он включает емкость с магнитореологической или электрореологической жидкостью, способной менять свои диссипативные свойства в зависимости от интенсивности и направленности соответствующего поля. Параметры поля варьируются в соответствии с величиной скорости относительного движения выходного звена и стойки механизма преобразования движения.

• Методы синтеза активных систем виброизоляции, которые могут иметь практически неограниченные возможности повышения качества, включая диапазон инфрачастот. Это возможно при удовлетворении, по меньшей мере, двум условиям: (а) микрогравитация; (б) многократное повышение чувствительности датчиков ускорений в цепи обратной связи, при совместимости таких датчиков с размерами рабочего пространства системы инфрачастотной виброзащиты. В условиях гравитации методы синтеза активных систем виброизоляции предполагают присоединение дополнительных упругих связей, в частности, с пассивным управлением. В этих случаях, качество виброзащиты будет полностью зависеть от качества дополнительных упругих связей.

• Методы проектирования виброизолирующих механизмов, в которых используется свойство «отрицательной» жесткости. В рамках данной концепции также существуют неограниченные возможности повышения качества виброзащиты. При этом эффективное функционирование таких механизмов возможно в условиях гравитации. Так, например, известные подходы позволяют минимизировать жесткость упругих связей виброизолирующего механизма до сколь-угодно малого значения и, соответственно, повысить качество защиты, начиная с диапазона инфрачастот. Вместе с тем, при ограничениях рабочего пространства, известные механизмы эффективны лишь при вибрационном возбуждении с малым параметром. При этом развитие упругих систем с «отрицательной» жесткостью и виброизолирующих механизмов на их основе происходит эмпирически. Отсутствуют методы проектирования механизмов преобразования движения с рациональными и оптимальными структурными характеристиками, содержащих цепь присоединения упругого звена с «отрицательной» жесткостью, рационального выбора типа упругой системы со свойствами «отрицательной» жесткости. Неизвестны методы, обеспечивающие оптимальные соотношения между геометрическими и функциональными характеристиками механизмов с упругими связями «отрицательной» жесткости и позволяющие адаптировать механизмы в системе инфрачастотной виброзащиты с заданными размерами рабочего пространства. Отсутствуют репрезентативные критерии формирования механизмов, содержащих упругие связи с «отрицательной» жесткостью, в зависимости от особенностей системы. Известны лишь частные методики расчета геометрии подобных механизмов применительно к отдельным случаям состояния и функционирования систем некоторых типов при условии «мягких» ограничений на размеры рабочего пространства. Недостаточно разработаны методы позиционного управления виброизолирующими механизмами с упругими связями минимальной жесткости, особенно их стабилизации при импульсном воздействии.

Во второй главе рассмотрены общая теория и методы проектирования механизмов, определяющих структуру систем, в которых используется свойство «отрицательной» жесткости, для обеспечения гарантированного движения объекта защиты в направлении минимума жесткости и по заданной траектории. Основное внимание уделено проектированию структурных схем механизмов преобразования движения, включающих цепь присоединения упругих связей с «отрицательной» жесткостью. Предложен подход, позволяющий оценить возможность уменьшения влияние упругой системы с «отрицательной» жесткостью на движение выходного звена. Подход показан применительно к разработке механизмов преобразования движения упругих подвесок сидений для операторов транспортных средств и самоходных технологических машин. На основе общей теории структуры, рассчитан атлас схем механизмов преобразования движения, содержащих кинематические цепи для присоединения упругих связей с «отрицательной» жесткостью. С помощью примеров из атласа показаны некоторые ошибки эвристического проектирования и их влияние на показатели качества виброизолирующих механизмов с упругими связями минимальной жесткости. Систематизированы основные причины снижения механической добротности упругих связей систем инфрачастотной виброзащиты. Предложен подход, позволяющий спрогнозировать возможность повышения механической добротности. Сущность подхода заключается во введении многоуровневой избыточности виброизолирующего механизма, в частности, избыточной кинематической пары, избыточной кинематической цепи, избыточной упругой связи с приводом.

В третьей главе рассмотрен подход, который может быть использован для выбора типа упругой системы с «отрицательной» жесткостью при создании систем инфрачастотной виброзащиты. Подход позволяет сказать, уже на ранних стадиях проектирования, какой тип упругой системы может быть использован, в качестве компоновочного блока, для дальнейшего -рационального и исчислимого - проектирования виброизолирующего механизма. Подход нагляден, не требует больших затрат вычислительных ресурсов, что важно, принимая во внимание значительное количество типов механизмов, в которых используется или может использоваться свойство «отрицательной» жесткости. Он основан на методах исследования систем, движение которых может иметь хаотическую структуру. Эту структуру невозможно выявить традиционными методами динамики с помощью, например, зависимостей «кинематическая характеристика-время» или частотных характеристик. Однако это возможно с помощью качественных и количественных критериев прогнозирования и диагностики хаотических колебаний, в частности, сечений Пуанкаре фазовых траекторий, фрактальных размерностей, наибольшей экспоненты Ляпунова. Разработан численный алгоритм идентификации механизмов, позволяющий сделать их оптимальный выбор. Алгоритм протестирован применительно к известному осциллятору Дуффинга и включает в себя построение моделей осцилляторов с «отрицательной» жесткостью, критериальные эксперименты и сравнительный анализ движения моделей, расчет оценок динамической устойчивости «в большом» и проектных параметров устойчивого движения систем инфрачастотной виброзащиты. Основные оценки делаются путем расчета наибольшей экспоненты Ляпунова. Дополнительные оценки - с помощью построения и анализа отображений Пуанкаре и расчета фрактальных размерностей фазового пространства.

В четвертой главе рассмотрены вопросы разработки метода позиционного управления виброизолирующим механизмом при вибрациях и импульсных воздействиях в диапазоне инфрачастот. Он основан на минимизации жесткости упругих связей механизма и организации переменной структуры демпфирования. Сформулированы способы минимизации жесткости за счет: (а) применения управляемых безпггоковых пневматических пружин; (б) принудительной работы подобных пружин на сдвиг (помимо осевого сжатия); (в) введения в структуру механизма упругих связей с регулируемой «отрицательной» жесткостью; (г) введения локальных степеней свободы. На основе анализа моделей движения системы инфрачастотной виброзащиты, получен набор критериев для определения возможности позиционного управления пневматическими виброизолирующими механизмами с упругими связями минимальной жесткости при установившемся вибрационном движении и его стабилизации при импульсных нагрузках. Программное движение пневматического механизма реализовано с помощью алгоритмов, задающих (через микропроцессор) набор операций для многоканальной системы управления воздушным демпфированием.

В пятой главе рассмотрен подход, который позволяет построить схему геометрического синтеза механизмов с упругими связями «отрицательной» жесткости на элементном, подсистемном и системном уровнях. Основная идея - определение условий синтеза компактного механизма с упругими связями «отрицательной» жесткости при больших перемещениях с тем, чтобы минимизировать жесткость упругих связей виброизолирующего механизма независимо от структурных и конструктивных особенностей, размеров рабочего пространства системы виброзащиты. Подход устраняет противоречие между ограничениями на размеры и диапазон регулирования параметров функциональных характеристик механизмов с упругими связями «отрицательной» жесткости. В рамках предложенного подхода, дана оценка предельных возможностей минимизации жесткости упругих связей с помощью известных методов. Получила развитие модель элемента упругих связей с «отрицательной» жесткостью. На основе известных гипотез и положений фундаментальной теории оболочек, сформулирована задача о геометрически нелинейном деформировании элементов. Итерационная процедура позволяет свести нелинейную задачу к решению последовательности линейных краевых задач, построить достаточно простой алгоритм решения и получить его хорошую сходимость. Адекватность моделей проверена путем сравнения результатов расчетов с данными физических измерений, в частности, применительно к задачам проектирования механизмов с упругими связями «отрицательной» жесткости для подвесок сидений. В результате решения задачи сформулированы зависимости, составляющие основу проектного расчета механизмов с упругими связями «отрицательной» жесткости методом конечных элементов, совместимых с системами виброзащиты человека и машин, независимо от их структурных и конструктивных особенностей.

В шестой главе, используя парадигму теории колебаний, даны оценки влияния трения на показатели качества систем инфрачастотной виброзащиты при слабом входном сигнале. Выполнена проверка репрезентативности идей, предсказанных во второй главе. В частности, показана возможность повышения качества путем введения избыточной упругой связи с «отрицательной» жесткостью, дополнительного источника «медленной» вибрации, например, на частотах, меньших спектра частот собственных колебаний системы. Показано, что зазоры в кинематических парах есть источник трения, они могут привести к неопределенности позиции и хаотическому движению выходного звена (группы звеньев) механизма преобразования движения, и, как следствие, к ошибкам позиционного управления виброизолирующим механизмом. Используя методы кинематического анализа рычажных механизмов с вращательными кинематическими парами, предложен подход для оценки области ошибок позиционирования и ориентации звеньев из-за зазоров. Он позволяет спрогнозировать пределы изменения области ошибок и уменьшить их влияние на качество виброзащиты. В основе подхода - модель «виртуального» звена, позволяющая понять влияния зазоров на отклонение позиции и ориентации звена. Зазор добавляет степень свободы, а неопределенность позиции определяется избыточным числом степеней свободы. Показано, что, для определения диапазона ошибок позиционирования и ориентации, рычажный механизм преобразования движения с любым числом звеньев может быть уменьшен до пятизвенника с тремя длинными (реальными) и двумя короткими («виртуальными») звеньями. Для оценки структурного трения и возможности его снижения, рассмотрена модель контактного взаимодействия элементов упругих связей. С этой целью основная конечно-элементная модель (см. главу 5) дополнена gap-элементами типа «node-to-node» и «node-to-line» в виде «пружин сжатия», располагающимися между узлами соседних конечных элементов и деформирующимися в зависимости от изменения расстояния между узлами. Показана также возможность снижения трения с помощью пленкообразующих фторсодержащих соединений.

В седьмой главе освещены вопросы организации и проведения экспериментальных исследований систем инфрачастотной виброзащиты. Представлен компьютеризированный испытательный комплекс. Он включает как стандартные системы, так и оригинальные устройства для статических испытаний моделей систем, воспроизведения, измерения и анализа динамических процессов, другое оборудование. Стандартное программное обеспечение используется для управления стендами, синхронизации работы комплекса и испытываемых образцов, получения характеристик «сила-перемещение» упругих связей и их элементов, видоизменения входного вибросигнала, получения виброхарактеристик моделей и натурных образцов систем в режиме «реального» времени или в частотной области, обработки экспериментальных данных, расчета показателей качества, представления данных в табличной или графической форме, их печати, хранения и передачи по сети Internet. Оригинальные программы позволяют, в частности, выполнить расчет и визуализацию статических и динамических характеристик виброизолирующего механизма, анализ напряженно-деформированного состояния упругих элементов, выходных характеристик виброударного процесса в узкой полосе инфрачастот. Применение испытательного комплекса позволило решить ряд самостоятельных задач и осуществить проверку результатов, полученных теоретическими методами.

Исследования, выполненные с помощью испытательного комплекса, позволили также разработать подходы для испытаний моделей систем инфрачастотной виброзащиты в условиях эксплуатации. В приложении представлены некоторые аспекты методик и результаты сравнительных полевых испытаний образцов новых и традиционных виброизолирующих механизмов для виброзащиты операторов. Испытания выполнены в составе наземных транспортных средств (грузовики, троллейбусы), самоходных технологических машин (зерноуборочные комбайны, строительные машины, в частности, колесные грузоподъемные краны и подборщики, гусеничные мини-экскаваторы), а также на вертолетах, что, по-видимому, является первым успешным опытом применения виброизолирующих механизмов данного класса на летательных аппаратах. Здесь представлены также документы, подтверждающие факты применения и внедрения механизмов, разработанных на основе методов, изложенных в диссертационной работе.

Основной целью работы является разработка научно обоснованных методов проектирования машин с системами инфрачастотной виброзащиты человека и технических объектов, в условиях гравитации, включая разработку общей структуры, выбор параметров геометрических и динамических характеристик управляемых виброизолирующих механизмов, содержащих упругие связи с «отрицательной» жесткостью.

Основные задачи работы;

• проектирование структуры механизмов преобразования движения, содержащих кинематические цепи с рациональными структурными характеристиками для присоединения упругих связей с «отрицательной» жесткостью к исходным виброизолирующим механизмам;

• выбор типа упругой системы с «отрицательной» жесткостью для проектирования виброизолирующих механизмов на основе методов прогнозирования и диагностики хаотических колебаний моделей системы и оценки условий их динамической устойчивости «в большом»;

• разработка метода позиционного управления пневматическими виброизолирующими механизмами с избыточными упругими связями регулируемой «отрицательной» жесткости;

• геометрический синтез механизмов, содержащих упругие связи с «отрицательной» жесткостью «в большом»;

• разработка методов оценки и повышения качества структурных элементов виброизолирующих механизмов при создании систем инфрачастотной виброзащиты;

• разработка комплекса технических средств для экспериментальных исследований и инструментальной оценки качества моделей систем инфрачастотной виброзащиты человека и машин.

Методология исследовании. Использованы методы: структурного синтеза механизмов; анализа движения и оценки динамической устойчивости ««в большом»» систем, предрасположенных к хаотическим колебаниям; моделирования и анализа деформированного состояния упругих систем при больших перемещениях и конечно-элементной аппроксимации; имитационного моделирования и исследования процессов тепло- и массобмена в пневматических системах; экспериментального исследования динамики машин с системами виброзащиты.

Достоверность полученных результатов основывается на корректном применении исходных положений теории механизмов и машин, теории хаотических колебаний, геометрически нелинейной теории упругости, известных итерационных алгоритмов и процедур, на сравнении расчетов с известными решениями, а также экспериментальными данными, на практике использования новых решений.

Научная новизна. Основным научным результатом работы является развитие теории и разработка алгоритмов проектирования систем инфрачастотной виброзащиты в процессе создания новых транспортных средств, самоходных технологических машин и других объектов машиностроения. Впервые решены следующие задачи:

1. Сформулирован метод проектирования структуры виброизолирующего механизма, заключающийся в минимизации жесткости его упругих связей путем синтеза избыточного механизма с упругими связями «отрицательной» жесткости и кинематическом замыкании обоих механизмов; предложен подход для синтеза механизмов преобразования движения с рациональными структурными характеристиками, содержащих кинематические цепи для присоединения избыточных упругих связей; разработан класс виброизолирующих механизмов для проектирования систем инфрачастотной виброзащиты человека и машин.

2. Предложен алгоритм выбора типа систем с «отрицательной» жесткостью для проектирования управляемых виброизолирующих механизмов, в том числе пневматических, заключающийся в прогнозировании и диагностике хаотического движения, сравнительном анализе и оценке условий динамической устойчивости «в большом» моделей систем инфрачастотной виброзащиты.

3. Предложен метод позиционного управления пневматическими виброизолирующими механизмами с избыточными упругими связями «отрицательной» жесткости, заключающийся в организации переменной структуры управления демпфированием и реализованный с помощью многоканальной пневматической системы.

4. Разработан алгоритм синтеза механизмов с упругими связями «отрицательной» жесткости; сформулированы зависимости, устанавливающие оптимум между геометрией механизмов и диапазоном регулирования жесткости при заданных ограничениях на размеры рабочего пространства систем инфрачастотной виброзащиты; определены критерии выбора параметров механизмов при создании систем инфрачастотной виброзащиты человека и объектов машиностроения.

5. Разработаны теоретические и практические подходы для оценки и повышения качества структурных элементов систем инфрачастотной виброзащиты, заключающиеся, в частности, во введении многоуровневой избыточности структуры виброизолирующих механизмов, в применении антифрикционных материалов, включающих высокомолекулярные фторсодержащие соединения.

6. Разработаны некоторые принципы построения измерительно-испытательного комплекса и технические средства для экспериментальных исследований моделей систем инфрачастотной виброзащиты человека-оператора и оборудования транспортных средств, самоходных технологических и других машин.

Практическая значимость и реализация результатов исследования. Разработанные методы представляются научной основой проектирования систем инфрачастотной виброзащиты, которые могут быть использованы, как технологические модули, при создании новых и совершенствовании известных объектов машиностроения.

Сформулированные теоретические положения и разработанные на их основе методы оптимального проектирования позволяют повысить качество защиты от вибраций, начиная с инфрачастот, наиболее вредных и опасных для жизнедеятельности человека и функционирования многих машин. Это подтверждено в процессе решения ряда частных задач, в том числе: при создании зерноуборочных комбайнов «Кедр-1200» (Красноярский комбайновый завод); строительных машин, например, колесных кранов «КС-4372» (Юргинский машиностроительный завод, Кемеровская обл.), гусеничных мини-экскаваторов серии ROBEX55 и колесных подборщиков серии HL700 (Hyundai Heavy Industries), грузовиков серии HD160 (Hyundai Motors); при усовершенствовании эргономики кабин водителей троллейбусов (Управление пассажирских перевозок мэрии Новосибирска); при исследовании возможностей повышения безопасности полетов на вертолетах КБ им. Миля (Авиаремонтный завод, Новосибирск).

Ряд результатов использован в методиках расчета и исследования динамики машин с системами виброзащиты в рамках учебных курсов «Машиноведение», «Основы проектирования машин», "Advanced dynamics", "Nonlinear vibration systems" для студентов вузов, в частности, Новосибирского государственного технического университета (НГТУ).

Работа проводилась в рамках и в соответствии с программами Российского фонда фундаментальных исследований в области транспортных наук, региональной программой модернизации городского электротранспорта, межгосударственной российско-корейской программой научного обмена.

На защиту выносятся теоретические положения, алгоритмы и результаты расчета и исследования машин с системами инфрачастотной виброзащиты, в том числе:

• метод проектирования структуры виброизолирующих механизмов, упругие связи которых могут иметь свойство «отрицательной» жесткости;

• алгоритм выбора типа системы с «отрицательной» жесткостью для проектирования систем инфрачастотной виброзащиты человека или машины, содержащих, например, пневмомеханизмы с приводом;

• разработка метода позиционного управления пневматическими виброизолирующими механизмами с избыточными упругими связями регулируемой «отрицательной» жесткости и переменной структурой воздушного демпфирования;

• алгоритм геометрического синтеза и полученные на его основе параметрические зависимости для проектирования механизмов с упругими связями «отрицательной» жесткости при больших перемещениях для создания систем инфрачастотной виброзащиты человека и машин;

• теоретические и экспериментальные подходы для оценки и повышения качества структурных элементов систем инфрачастотной виброзащиты;

• принципы построения измерительно-испытательного комплекса и результаты экспериментальных исследований моделей систем инфрачастотной виброзащиты;

• результаты разработки и практического применения методов проектирования систем инфрачастотной виброзащиты операторов наземных транспортных средств и самоходных технологических машин, пилотов вертолетов, а также техники.

• Апробация работы. Результаты докладывались на национальных и международных научных форумах, в том числе на: 2 и 7-м конгрессах по теории механизмов и машин IFToMM (Москва, 1985; Милан, 1995); 3-й конференции «Вибрация и вибродиагностика. Стандартизация» (Нижний Новгород, 1991); 4-й конференции «Нелинейные колебания механических систем» (Нижний Новгород, 1996); 3-5 и 7-й конференциях «Вибрационные машины и технологии» (Курск, 1997, 1999, 2001, 2005); 1-м конгрессе по прикладной и индустриальной математике "INPRIM" (Новосибирск, 1998); 1-й конференции «Химия для автомобильного транспорта» (Новосибирск, 2004); 1, 3-8-м российско-корейских симпозиумах "KORUS" (Новосибирск, Томск, Ульсан, 1997, 1999-2004); симпозиуме технических университетов Японии, Кореи и России "JSSUME" (Дэгу, 2002); семинарах механико-технологического факультета НГТУ (Новосибирск, 1996, 1999); семинаре отдела численных методов математического анализа Института математики СО РАН (Новосибирск, 1997), семинаре "Airspace Engineering" (Пекин, 2001).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 39 научных работ, в том числе статьи в журналах «Известия МАН ВШ», «Научный вестник НГТУ», «Вычислительные системы», "Journal of Sound and Vibration"; в научных трудах НГТУ и др. технических университетов; изобретения, защищенные патентами и авторскими свидетельствами; доклады в трудах национальных и международных научных конгрессов, симпозиумов и конференций. Результаты исследований отражены в отчетах о НИР, выполненных для российских машиностроительных КБ и НИИ, а также Korea Institute of Science and Technology Evaluation and Planning.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, семи глав, заключения, списка использованной литературы (207 наименований) и приложения. Основная часть работы изложена на 308 страницах машинописного текста, включая 108 рисунков и 11 таблиц; приложение - на 25 страницах.

Заключение диссертации по теме «Машиноведение, системы приводов и детали машин», Говердовский, Владимир Николаевич

Основные результаты работы:

1. Проанализированы известные концепции, методы и технические решения, в том числе с применением свойства «отрицательной» жесткости, для создания систем виброзащиты человека и машин.

2. Обоснован метод проектирования структуры виброизолирующих механизмов с избыточными упругими связями «отрицательной» жесткости. Разработан класс виброизолирующих механизмов для проектирования систем инфрачастотной виброзащиты человека и объектов машиностроения. Решена задача проектирования виброизолирующих механизмов с рациональными структурными характеристиками. В рамках метода, предложен подход структурного синтеза механизмов преобразования движения, содержащих кинематические цепи для присоединения избыточных упругих связей. Разработан атлас рациональных схем механизмов преобразования движения.

3. Разработан репрезентативный алгоритм выбора типа и анализа свойств упругой системы с «отрицательной» жесткостью для проектирования виброизолирующих механизмов и апробирован применительно к задачам создания систем инфрачастотной виброзащиты на основе управляемых пневматических механизмов.

4. Предложен метод позиционного управления пневматическими виброизолирующими механизмами с избыточными упругими связями отрицательной» и реализован с помощью многоканальной системы управления воздушным демпфированием.

5. Разработан алгоритм многоуровневого геометрического синтеза механизмов, содержащих упругие связи с «отрицательной» жесткостью «в большом». Выполнено проектирование механизмов для систем инфрачастотной виброзащиты человека-оператора наземных транспортных средств и самоходных технологических машин, пилотов вертолетов, а также объектов машиностроения.

6. Обоснованы и апробированы теоретические и практические подходы для оценки и повышения качества структурных элементов систем инфрачастотной виброзащиты, в частности: введение многоуровневой структурной избыточности; применение антифрикционных материалов, включающих фторсодержащие пленкообразующие соединения.

7. Разработаны частные методики проектирования и инструментального контроля показателей качества технологических модулей для создания машин с системами инфрачастотной виброзащиты.

8. Предложены принципы построения компьютеризированного комплекса, включающего как стандартное испытательное оборудование, так и оригинальные машины, для экспериментального исследования моделей систем инфрачастотной виброзащиты человека и машин.

9. Выполнены экспериментальные исследования и сравнительный анализ качества известных и новых систем инфрачастотной виброзащиты в лабораторных и полевых условиях.

10. Осуществлены разработка систем инфрачастотной виброзащиты и их практическое применение для операторов наземных транспортных средств и самоходных технологических машин, пилотов вертолетов, а также объектов машиностроения.

Полученные результаты позволяют сделать практические выводы, в том числе:

1. Применение разработанных методов свидетельствует о возможности многократного повышения качества систем инфрачастотной виброзащиты путем введения структурной избыточности на подсистемном и системном уровнях, причем при сравнительно малых дополнительных затратах.

2. Разработанные подходы могут быть использованы при создании перспективных машин, причем задачи формирования структуры и оценки показателей качества систем инфрачастотной виброзащиты могут быть решены уже на стадии концептуального проектирования машины.

3. Разработанные методы проектирования и оценки показателей качества позволяют создать технологические модули, легко адаптируемые как в миниатюрных системах инфрачастотной виброзащиты, например, виброизоляторах для бортовой электроники или измерительных приборов, так и в крупногабаритных системах, например, для кабин грузовиков.

4. Предложенные подходы и технические средства являются, по-видимому, наиболее реальным инструментом повышения качества систем инфрачастотной виброзащиты в транспортном машиностроении, т.к. их проектирование, изготовление и функциональный контроль могут быть осуществлены с помощью известных комплектующих и материалов.

5. Вместе с тем, с появлением новых упругих и антифрикционных материалов, предложенные в работе подходы могут быть распространены на решение задач виброзащиты тех объектов, где она невозможна традиционными методами, т.к. они позволяют организовать систему инфрачастотной виброзащиты независимо от особенностей структуры, компоновки и размеров рабочего пространства вибрирующих машин.

6. Экспериментальные исследования и практика применения наземных транспортных средств, самоходных технологических машин, вертолетов, а также технологического оборудования показали, что системы виброзащиты на основе управляемых пневматических механизмов с избыточными упругими связями регулируемой «отрицательной» жесткости представляются одними из наиболее перспективных, а в ряде случаев - единственно возможными средствами защиты от вибраций, особенно в диапазоне инфрачастот, наиболее вредных и опасных для жизнедеятельности человека-оператора и нормальной работы ряда объектов машиностроения.

Автор также надеется, что разработанные подходы позволят будущему поколению научных работников и инженеров, предполагающих специализироваться в области виброзащиты, уменьшить уровень «эвристики», а также избежать некоторых ошибок и заблуждений при создании машин, в которых используются упругие нелинейные системы с «отрицательной» жесткостью.

Полученные результаты позволяют наметить некоторые дальнейшие направления исследования и разработки в данной области, в частности:

• развитие методов структурного синтеза и исследования хаотической динамики управляемых систем многокаскадной инфрачастотной виброзащиты;

• развитие теории контактного взаимодействия и разработка подходов минимизации трения в системах инфрачастотной виброзащиты при воздействии с малым параметром на частотах, близких к нулю;

• создание композиционных материалов и конструкций с активно управляемой «отрицательной» жесткостью для проектирования элементов несущих вибро- и шумопоглощающих конструкций транспортных средств, самоходных технологических и других машин;

• создание виброизолирующих мини-столов, платформ и других объектов для защиты машин, конструкций, контрольно-измерительных приборов, применяемых, в частности, в промышленной микроэлектронике.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной работе предложена методологическая база, в которой нашли развитие известные теоретические положения и разработаны новые научно обоснованные методы, позволяющие решать задачи проектирования машин с системами, в которых используется явление «отрицательной» жесткости, для защиты человека и объектов машиностроения от наиболее опасных и вредных инфрачастотных вибраций.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Говердовский, Владимир Николаевич, 2006 год

1. Алабужев П.М., Гритчин А.А., Ким Л.И. и др. Виброзащитные системы с квазинулевой жесткостью. Л: Машиностроение, Ленингр. отд-е, 1986. - 96 с.

2. Алфутов Н.А. Основы расчета на устойчивость упругих систем. М.: Машиностроение, 1978. - 310 с.

3. Андрейчиков А.В. Компьютерное моделирование творческих процедур синтеза новых виброзащитных систем // Проблемы машиностроения и надежности машин. 1995. № 5. - С. 89-96.

4. Андрейчиков А.В., Андрейчикова О.Н. Интеллектуальная система принятия решений в условиях неопределенности // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2002. № 4. - С. 3-10.

5. Артоболевский И.И. Механизмы. Справочник. В 6-ти т. М.: Машиностроение, 1975.

6. Бабаев А.А. Амортизация, демпфирование и стабилизация бортовых оптических приборов. Л: Машиностроение, Ленингр. отд-е, 1984. -232 с.

7. Бидерман В.Л. Механика тонкостенных конструкций. Статика. М.: Машиностроение, 1977.-488 с.

8. Бицено К., Граммель Р. Техническая динамика: Пер. с нем. Т. 1. -М: Гостехиздат, 1950. - 570 с.

9. Блехман И.И. Вибрационная механика. М.: Наука, 1994. - 394 с.

10. Богаченков А.Г., Говердовский В.Н., Темников А.И. Позиционное управление виброизолирующим механизмом в диапазоне инфрачастот // Научн. вестник НГТУ. 2005. № 2(20). - С. 95-110.

11. Болотин В.В. эффекты стабилизации и дестабилизации в задачах устойчивости упругих систем // Проблемы устойчивости движения,аналитической механики и управления движением. Новосибирск: Наука. 1979.-С. 7-17.

12. Болотин В.В., Гришко А.А., Петровский А.В. О влияния демпфирующих сил на послекритическое поведение существенно непотенциальных систем // Известия РАН. Механика твердого тела. 1995.-№2.-С. 158-167.

13. Ветюков М.М. О преобразовании сухого трения при быстрой вибрации и быстром вращении // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2003. № 1. - С. 67-72.

14. Вибрации в технике: Справочник. В 6-ти т. М.: Машиностроение, 1978-1981.

15. Виброизолирующая опора: Патент RU № 1421908, МКл. F16F7/00 / Говердовский В.Н., 1993. 16 с. V

16. Вйброизолирующее устройство: А. С. SU № 1551867, МКл. F16F7/00 / Говердовский В.Н., 1990. 8 с. V

17. Виброизолирующее устройство: Патент RU № 2115570, МКл. F16F7/00 / Говердовский В.Н., Петров В.А., Гизатуллин Б.С., 1998. V 12 с.

18. Виброизолирующее устройство: Патент RU № 2214335, МКл. B60N2/50 / Говердовский В.Н., Ли Ч.-М., 2003. -15 с. ^

19. Вильяме Д. Электрореологическая жидкость "Cyanamid" // Автомобильная промышленность США. 1987. № 1. - С. 11.

20. Вольмир А.С. Устойчивость деформируемых систем. М.: Наука, 1967.-984 с.

21. Вульфсон И.И., Ерихов М.Л., Коловский М.З. и др. Механика машин. -М.: Высш. шк., 1996. 511 с.

22. Галагер Р. Методы конечных элементов. Основы: Пер. с англ. М.: Мир, 1984.-428 с.

23. Генкин М.Д., Елезов В.Г., Яблонский В.В. Методы управляемой виброзащиты машин. М.: Наука, 1985. - 240 с.

24. Говердовский В.Н. О возможности коррекции крутильной жесткости виброизолятора // Вопросы динамики механических систем: Сб. научн. тр. Новосибирск: НЭТИ. 1989. - С. 60-63.

25. Говердовский В.Н. Синтез новейших средств виброзащиты на основе нелинейных упругих систем // Тр. междунар. научн.-тех. конф. «Проблемы техники и технологий XXI века». Красноярск, гос. тех. ун-т, 1994.-С. 101-105.

26. Говердовский В.Н. Структурный синтез механизмов для систем виброизоляции в диапазоне инфрачастот // Научн. вестник НГТУ. 2004.-№3(18).-С. 77-90.

27. В.Н. Говердовский. Метод оценки влияния зазоров на кинематику механизма преобразования движения // Известия МАН ВШ. 2006. -№1(35). -С. 74-82.

28. Говердовский В.Н., Карнаухов П.А. Вопросы структурного синтеза механизмов упругих связей транспортных биомеханических виброзащитных систем. Часть 1 // Научн. тр. НГТУ. 1998. № 1(10). -С. 61-68.

29. Говердовский В.Н, Карнаухов П.А. Вопросы структурного синтеза механизмов упругих связей транспортных биомеханических виброзащитных систем. Часть 2 // Научн. тр. НГТУ. 1998. № 2(11). -С. 112-117.

30. Говердовский В.Н., Карнаухов П.А., Королев В.К. О новых возможностях и методах оптимизации транспортных виброзащитных систем человека // Тр. междунар. научн.-тех. конф. «Научные основы высоких технологий». Новосибирск, 1997. - Т. 4. - С. 145-148.

31. Говердовский В.Н., Ли Ч.-М. О предельных возможностях виброзащитных систем для операторов транспортных машин //

32. Вибрационные машины и технологии: Сб. научн. тр. Курск, гос. тех. ун-т. 1999.-С. 41-45.

33. Говердовский В.Н., Ли Ч.-М. К синтезу механизмов преобразования движения для систем инфрачастотной виброизоляции //V

34. Вибрационные машины и технологии: Сб. научн. тр. Курск, гос. тех. ун-т. 2005.-Т. 2.-С. 62-67.

35. Говердовский В.Н., Фурин Г.Г., Ли Ч.-М. Перфторированные соединения в виброзащитных системах // Вибрационные машины и технологии: Сб. научн. тр. Курск, гос. тех. ун-т. 2001. - С. 390-394. ^

36. Дембаремдикер А.Д. Амортизаторы транспортных машин. М.: Машиностроение, 1985. - 200 с.

37. Динамика вертолетов: Под ред. А.Р.С. Брамвелла, пер. с англ. М.: Мир, 1982.-368 с.

38. Динамика системы дорога-шина-автомобиль-водитель: Под ред. А.А. Хачатурова. -М: Машиностроение, 1976. 535 с.

39. Динамические свойства линейных виброзащитных систем: Под ред. К.В. Фролова. М.: Наука, 1982. - 205 с.

40. Елисеев С.В. Структурная теория виброзащитных систем. -Новосибирск: Наука, 1978.-202 с.

41. Завьялов Ю.С., Квасов В.И., Мирошниченко В.Л. Методы сплайн-функций. М.: Наука, 1980. - 352 с.

42. Закржевский М.В., Иванов Ю.М., Фролов В.Ю. и др. Анализ нелинейной вибрационной механики и хаоса // Вибрационныемашины и технологии: Сб. научн. тр. Курск, гос. тех. ун-т. 1997. - С. 24-28.

43. Зверяев Е.М. О соотношениях упругости в линейной теории тонких упругих оболочек // Прикладная математика и механика. 1970. Т. 34. -Вып. 6.-С. 1136-1138.

44. Зенкевич О., Морган К. Конечные элементы и аппроксимация: Пер. с англ.; под ред. Н.С. Бахвалова. М.: Мир, 1986. - 318 с.

45. Зуев А.К., Лебедев О.Н. Высокоэффективная виброизоляция судового оборудования. Новосибирск: Изд-во НГАВТ, 1997. - 119 с.

46. Ильинский B.C. Защита РЭА и прецизионного оборудования от динамических воздействий. М.: Радио и связь, 1982. - 296 с.

47. Кармишин А.В., Жуков А.И., Колосов В.Г. и др. Методы динамических расчетов и испытаний тонкостенных конструкций. -М.: Машиностроение, 1990. 288 с.

48. Каудерер Г. Нелинейная механика: Пер. с нем. М: ИЛ, 1961. - 778 с.

49. Козачок А.Г. Голографические методы исследований в экспериментальной механике. -М.: Наука, 1984. 176 с.

50. Козлов В.В., Санин А.В. Адаптивная виброзащитная система со стержневым канатным виброизолятором // Вибрационные машины и технологии: Сб. научн. тр. Курск, гос. тех. ун-т. 2001. - С. 394-397.

51. Кобринский А.Е. Механизмы с упругими связями. М.: Наука, 1974. -336 с.

52. Коловский М.З. Нелинейная теория виброзащитных систем. М: Наука, 1966.-317 с.

53. Коробейников С.Н. Нелинейное деформирование твердых тел. -Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2000. 262 с.

54. Лукасевич С. Локальные нагрузки в пластинах и оболочках: Пер. с англ. -М: Мир, 1982. 544 с.

55. Лурье А.И. Нелинейная теория упругости. М.: Наука, 1980. - 452 с.

56. Мигиренко Г.С., Говердовский В.Н., Карнаухов П.А., Королев В.К. Устойчивость локальных колебаний виброзащитной системы пилота вертолета // Вибрационные машины и технологии: Сб. научн. тр. -Курск, гос. тех. ун-т. 1997. С. 71-74.

57. Мигиренко Г.С., Говердовский В.Н., Королев В.К. Численное исследование динамической устойчивости упругих систем малой жесткости //Вычислительные системы. 1997. -№ 159. С. 182-198.

58. Мигиренко Г.С., Никифоров И.С., Говердовский В.Н. и др. Перемещение тросовых элементов в виброзащитных устройствах // Управляемые механические системы: Сб. научн. тр. Иркутск: ИЛИ. 1985.-С. 149-153.

59. Новожилов В.В. Линейная теория тонких оболочек. СПб: Политехника, 1991. - 482 с.

60. Новое в технологии соединений фтора: Пер. с японск.; под ред. Н. Исикавы. М.: Мир, 1984. - 592 с.

61. ОСТ 100621-86. Имитация транспортных воздействий.

62. Пановко Я.Г., Губанова И.И. Устойчивость и колебания упругих систем, 4-е изд. М: Наука, 1989. - 350 с.

63. Пейсах Э.Е., Нестеров В.А. Система проектирования плоских рычажных механизмов. М.: Машиностроение, 1988. - 232 с.

64. Полежаев В.И., Сазонов В.В. Механика невесомости и гравитационно-чувствительные системы // Научно-исследовательский семинар. М.: Изд-воРАН. 2002.-45 с.

65. Присекин В.Л., Пустовой Н.В. Уравнения изгиба многослойных пластин // Научн. вестник НГТУ. 1996. № 2. - С. 69-77.

66. Проблемы прочности в биомеханике; Под ред. И.Ф. Образцова. М: Высш. шк., 1988.-311 с.

67. Прокопов Е.Е. Виброзащитные системы с существенно нелинейными характеристиками восстанавливающих сил // Вибрационные машины и технологии: Сб. научн. тр. Курск, гос. тех. ун-т. 1999. - С. 249-253.

68. Прокопов Е.Е., Чернышев В.И. Исследование возможностей виброзащитных систем с устройствами позиционирования упругих элементов // Вибрационные машины и технологии: Сб. научн. тр. -Курск, гос. тех. ун-т. 2001. С. 386-390.

69. Пустовой Н.В. Исследование прочности, устойчивости и послекритических деформаций элементов конструкций при комбинированном нагружении: Дис. д-ра тех. наук. Новосибирск: ИТПМ СО РАН, 1997. - 345 с.

70. Пустовой Н.В., Матвеев К.А. Основы расчета на устойчивость деформируемых систем. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 1997. - 370 с.

71. Пустовой Н.В., Темников А.И. Тензорные уравнения для расчета тонких оболочек // Динамика и прочность авиационных конструкций: Сб. научн. тр. Новосибирск: НЭТИ. 1992. - С. 20-34.

72. Расчет и проектирование пневматических приводов; Под ред. Е.В. Герц; 2-е изд. М: Машиностроение, 1987. - 430 с.

73. Рессорная подвеска железнодорожного вагона. А. С. SU № 1351823, МКл. B61F5/24 /Мигиренко Г.С., Никифоров И.С., Говердовский В.Н. и др., 1987.-6 с.

74. Ройтман А.Б. Измерение и нормирование вибраций зерноуборочных комбайнов // Проблемы машиностроения и надежности машин. 1993. -№6.-С. 102-108.

75. РОСТ 21624-88. Категории условий эксплуатации автомобилей.

76. Рыбак JI.A., Синев А.В., Пашков А.И. Синтез активных систем виброизоляции космических объектов. М: Янус-К, 1997. - 160 с.

77. Салихов З.Г., Арутюнянц Г.Г., Рутковский A.JI. Системы оптимального управления сложными технологическими объектами. -М.: Теплоэнергетик, 2004. 496 с.

78. Светлицкий В.А. Механика гибких стержней и нитей. В 2-х т. М.: Наука, 1986.

79. Синев А.В. Методы расчета и проектирования систем виброзащиты человека-оператора: Дис. д-ра тех. наук. М., 1979.-325 с.

80. Синев А.В., Соловьев B.C. Повышение внутреннего демпфирования пневматических пружин систем виброизоляции введением элементов отрицательной жесткости // Проблемы машиностроения и надежности машин. 1995. № 3. - С. 26-31.

81. Система активной подвески водительских кабин // АВТО. 1989. № 29. - С. 20-26.

82. Соловьев B.C. Выбор оптимальных законов управления активными подвесками транспортных средств: Дис. д-ра тех. наук. -Новосибирск: Новосиб. электротех. ин-т, 1991.-295 с.

83. Способ виброизоляции оператора транспортной и самоходной технологической машины: Патент RU № 2115570, МКл. F16F7/00 / Говердовский В.Н., Петров В.А., Гизатуллин Б.С., 1998. 10 с.

84. Способ исследования эффективности виброизолирующего устройства с тросовыми элементами: А. С. SU № 1401313, МКл. G01M7/00 / Мигиренко Г.С., Никифоров И.С., Говердовский В.Н. и др., 1988.- 6 с.

85. Способ регулирования жесткости виброизолирующего устройства компактного сиденья для человека-оператора транспортно-технологической машины: Патент RU № 2214335, МКл. B60N2/50 / Говердовский В.Н., Ли Ч.-М., 2003. 13 с.

86. Темников А.И. Расчет НДС геометрически нелинейных конструкций по МКЭ с использованием линейных конечных элементов // Тр.междунар. конф. «Проблемы механики современных машин». Улан-Удэ: СО РАН. 2000. - С. 64-69.

87. Теория механизмов и машин; Под ред. К.В. Фролова. М.: Высш. шк., 1987.-496 с.

88. Трибология: исследования и приложения; Под ред. В.А. Белого, К. Лудены, Н.К. Мышкина. М.: Машиностроение, 1993. - 454 с.

89. Тр. научн. конф. «Фторполимеры».- Иркутск: СО РАН, 2003. 270 с.

90. Устройство регулирования жесткости подвески компактного сиденья: Патент RU № 2216461, МКл. B60N2/50 / Говердовский В.Н., Темников А.И., Фурин Г.Г., Ли Ч.-М., 2003. 34 с.

91. Феодосьев В.И. Избранные задачи и вопросы по сопротивлению материалов, 2-е изд. М: Наука, 1973. - 400 с.

92. Феодосьев В.И. Упругие элементы точного приборостроения. М.: Оборонгиз, 1949. - 344 с.

93. Фролов К.В., Фурман Ф.А. Прикладная теория виброзащитных систем. -М.: Машиностроение, 1980. -276 с.

94. Фурунжиев Р.И. Проектирование оптимальных виброзащитных систем. Мн.: Вышэйш. школа, 1971. - 320 с.

95. Хог Э., Арора Я. Прикладное оптимальное проектирование: механизмы и конструкции: Пер. с англ. М.: Мир, 1983. - 478 с.

96. Чупраков Ю.И. Гидравлические системы защиты человека-оператора от общей вибрации. М.: Машиностроение, 1987. - 224 с.

97. Юрьев Г.С. Виброизоляция прецизионных устройств. Препринт 89146. Новосибирск: Изд-во ИЯФ СО РАН, 1989. - 15 с.

98. Anderson R., The back pain of bus drivers. Spine 17 (1992) 1481-1488.

99. Anon, French occupational disease classifications for whole-body vibration exposure. Regime Agricole 57,1999. 255 p.

100. Anthonis J., Swevers J., Moshou D., Ramon H., H" -controller design for a vibration isolating platform. Control Engineering Practice 7 (1999) 1333-1341.

101. Applied Chaos, Edited by J.H. Kim, J. Stringer, John Wiley@Sons, San-Francisco, 1992. 450 p.

102. Astrom K.J., Hagglung Т., The future of РЮ control. Control Engineering Practice 9 (2001) 1163-1175.

103. Bergeon В., Martinez D., Coustal P., Granier J.P., Design of an active suspension system for a micro-gravity experiment. Control Engineering Practice 4 (1996) 1491-1502.

104. Budianski В., Theory of buckling and post-buckling behavior of elastic structures, in: Advances in Applied Mechanics, Academic Press, NY, 1974, 14-P. 1-65.

105. Budinski K., Engineering Materials: Properties and Selection, Reston-Prentice-Hall, Reston, Va., 1992. 407 p.

106. Chaffin D.B., Anderson G.B.J., Occupational Biomechanics, 2nd Edition, John Wiley@Sons, NY, 1991. 514 p.

107. Chaos and Dynamical Complexity in the Physical Sciences, Edited by J.M.T. Thompson and P. Gray, McGraw-Hill, London, 1990. 451 p.

108. Chi K.-W., Furin G.G., A facile synthesis of partly-fluorinated alkyl aryl ethers: reaction of octafluorotoluene or hexafluorobenzene with a,a,aj-trihydroperfluorined alcohols. Bull. Korean Chem. Soc. 21 (2000) 641-643.

109. Chiou S.-J., Kota S., Automated conceptual design of mechanisms. Mechanism and Machine Theory 34 (1999) 467-495.

110. Clemens H., Wauer J., Free and Forced Vibrations of a Snap-Through Oscillator, Report, Universitat Karlsruhe, Institute fur Technische Mechanik, 1981. 185 p.

111. Controlled suspension of a seat. Patent GE 19848603,1998. 35 p.

112. Dasgupta A., Type identification and mobility analysis of spatial parallel manipulators. Mechanism and Machine Theory 37 (2002) 1287-1306.

113. Defense-International 1999 Helicopter Int. 22, No. 5.

114. Deppert W., Stoll K., Pneumatic Control: An Introduction to the Principles. English Edition, Vogel Buchverlag, Wiirzburg, 1987. 185 p.

115. Ellison J., Grodsinsky C., Ahmadi G., Evaluation of passive and active vibration control mechanisms in a microgravity environment. AIAA 93 (1993) 8-38.

116. Freudenstein F., Sandor G.N., Kinematics of Mechanisms, in: Mechanical Design and Systems Handbook, ed. by H.A. Rothbart, 2nd edition, McGraw-Hill, NY, 1985. P. 4-68.

117. Goverdovskiy V.N., Vibration protecting means for man, apparatus and machines: Proceedings the 1st Korea-Russia Inter. Symposium of Science and Technology. Ulsan, Korea, 1997. - P. 47-50.

118. Goverdovskiy V.N., Alternative spring systems and application for transport and other engineering: Proceedings the JSSUME 2002 "Advanced Studies in Mechanical Engineering". Yeungnam University Press, Korea, 2002. - P. 251-254.

119. Goverdovskiy V.N., Type and geometrical synthesis of non-traditional vibration protecting systems for the biological and technical objects: Proceedings the 1st China-Russia Science Seminar "Airspace Engineering". Beijing, China, 2001. - P. 40-45.

120. Griffin M.J., Handbook of human vibration, Academic Press Ltd., London (ISBN 0123030404), 1990. 810 p.

121. Hamiti K., Voda-Besangon A., Roux-Buisson H., Position control of a pneumatic actuator under the influence of stiction. Control Engineering Practice 4 (1996) 1079-1088.

122. Herzog R., Active versus passive vibration absorbers. Guidance, Control and Dynamics 117 (1995) 116-122.

123. Hostens I., Ramon H., Descriptive analysis of combine cabin vibrations and their effect on the human body. Journal of Sound and Vibration 266 (2003)453-464.

124. Hyland D.S., Junkins J.L., Longman R.W., Active control strategy for large space structures. Guidance, Control and Dynamics 16 (1993) 801-821.

125. Industrial vibration modeling: Proceedings the 9th Annual Conference of the North East Polytechnic Mathematical Modeling and Computer Simulation Group, Newcastle, UK, 1987. 251 p.

126. ISO 2631:1997. Evaluation of human exposure to whole-body vibration.

127. ISO 5347: 1987. Methods for the calibration of vibration and shock pickups.

128. ISO 7096: 2000. Earth moving machinery. Laboratory evaluation of operator seat vibration.

129. ISO 8041:1990. Human response to vibration. Measuring instrumentation.

130. ISO 10021:2001. Information technology.

131. Jang H.-K., Griffin M.J., Effect of phase, frequency, magnitude and posture on discomfort associated with differential vertical vibration at the seat and feet. Journal of Sound and Vibration 229 (2000) 273-286.

132. Joshi N.V., Murugan P., Rhineahrt R.R., Experimental comparison of control strategies. Journal of Sound and Vibration 5 (1997) 885-896.

133. Kakmeni F.M.M., Bowong S., Tchawoua C., Kaptouom E., Strange attractors and chaos control in a Duffing-Van der Pol oscillator with two external periodic forces. Journal of Sound and Vibration 277 (2004) 783799.

134. Kampa K., Enekl В., Polz G., Roth G., Aeromechanic aspects in the design of the EC135. Journal of the American Helicopter Society 44 (1999) 83-93.

135. Keller H., Isermann R., Model-based nonlinear adaptive control of a pneumatic actuator. Control Engineering Practice 1 (1993) 505-511.

136. Kim J.-H., Lee C.-W., Semi-active damping control of suspension systems for specified operational response mode. Journal of Sound and Vibration 260(2003)307-328.

137. Knudsen J., Massih A.R., Dynamic stability of weakly damped oscillators with elastic impacts and wear. Journal of Sound and Vibration 275 (2004) 17-34.

138. Krejcir O., Pneumaticka Vibroizolace, Doctorska disertacna prace, Liberec, Czech Republic, 1986. 247 p.

139. Lee C.-M., Bogatchenkov A.H., Goverdovskiy V.N., Temnikov A.I., A strategy of vibration control in the infra frequency band: Proceedings the8th Korea-Russia Inter. Symposium of Science and Technology. Tomsk, Russia, 2004.-P. 254-258.

140. Lee C.-M., Bogatchenkov A.H., Goverdovskiy V.N., Temnikov A.I., Y.V. Shynkarenko, Position control of seat suspension with minimum stiffness. Journal of Sound and Vibration 292 (2006) 435-442.

141. Lee C.-M., Goverdovskiy V.N., Prospects of progress of vibro-protecting systems for the drivers of passenger vehicles: Proceedings the 3rd Korea-Russia Inter. Symposium of Science and Technology. Novosibirsk, Russia, 1999. - Vol. 1. - P. 330-333.

142. Lee C.-M., Goverdovskiy V.N., A kinematic principle of correction in the mechanisms of elastic joints with small stiffness: Proceedings the 4th Korea-Russia Inter. Symposium of Science and Technology. Ulsan, Korea, 2000.-P. 66-71.

143. Lee C.-M., Goverdovskiy V.N., Alternative vibration protecting systems for men-operators of transport machines: modern level and prospects. Journal of Sound and Vibration 249 (2002) 635-647.

144. Lee C.-M., Goverdovskiy V.N., Samoilenko S.B., Prediction of non-chaotic motion of the elastic system with small stiffness. Journal of Sound and Vibration 272 (2004) 643-655.

145. Lee C.-M., Goverdovskiy V.N., Temnikov A.I., Multipurpose model forsynthesis of the elastic elements with torsion "negative" stiffness:th

146. Proceedings the 5 Korea-Russia Inter. Symposium of Science and Technology. Tomsk, Russia, 2001. - P. 51-56.

147. Lee C.-M., Temnikov A.I., Goverdovskiy V.N., Modeling stress-strain states of spring thin-walled structures with variable stiffness: Proceedings the 6th Korea-Russia Inter, Symposium of Science and Technology. -Novosibirsk, Russia, 2002. P. 70-73.

148. Lee D., Allan J., Thompson H.A., Bennett S., РШ control for a distributed system with a smart actuator. Control Engineering Practice 9 (2001) 12351244.

149. Lee W.K., Park H.D., Chaotic dynamics of a harmonically excited spring-pendulum system with internal resonances. Nonlinear Dynamics 14 (1997) 211-229.

150. Lewis C.H., Griffin M.J., Evaluating the vibration isolation of soft seat cushions using an active anthropodynamic dummy. Journal of Sound and Vibration 253 (2002) 291-311.

151. Lines J.A., Stayner R.M. (2000) Ride vibration: reduction of shocks arising from overtravel of seat suspension. HSE Contract Research Report 240/2000 (ISBN 0717624900). 170 p.

152. Liu Y., Waters T.P., Brennan M.J., A comparison of semi-active damping control strategies for vibration isolation of harmonic disturbances. Journal of Sound and Vibration 280 (2004) 21-39.

153. Luck K., Modler K.-H., Synthesis of guidance mechanisms. Journal of Mechanism and Machine Theory 29 (1994) 525-533.

154. Marras W.S., Occupational low back disorder causation and control. Ergonomics 43 (2000) 880-892.

155. McManus S.J., Clair K.A.St., Boileau P.E. et al., Evaluation of vibration and shock attenuation performance of a suspension seat with a semi-active magnetorheological fluid damper. Journal of Sound and Vibration 253 (2002)313-327.

156. Migirenko G.S., Goverdovskiy V.N., Up-to-date and future vibration protecting systems for men-operators: Proceedings the 9th World IFToMM Congress. Milan, Italy, 1995. - No. 17. - 4 p.

157. Mizuno Т., Ishii Т., Araki K., Self-sensing magnetic suspension using hysteresis amplifiers. Control Engineering Practice 6 (1998) 1133-1140.

158. Mo C., Semi-active vibration control for the integrated seat/chassis suspension with a nonlinear seat cushion: Proceedings the JSSUME 2002 "Advanced Studies in Mechanical Engineering". Yeungnam University Press, Korea. - P. 243-246.

159. Modal Testing: Theory, Practice and Application. Edited by D.J. Ewins, 2nd Edition, RSP Ltd., Baldock, Hertfordshire, 2000. 562 p.

160. Moon F.C., Chaotic and Fractal Dynamics: an Introduction for Applied Scientists, John Wiley@Sons, NY, 1992. 297 p.

161. Nishiyama S., Uesugi N., Takeshima T. et al., Research on vibration characteristics between human body and seat, steering wheel, and pedals (effects of seat position on ride comfort). Journal of Sound and Vibration 236(2000) 1-21.

162. Notash L., Huang L., On the design of fault tolerant parallel manipulators. Mechanism and Machine Theory 38 (2003) 85-101.

163. Oden J.T., Finite elements of nonlinear continua, McGraw-Hill Book Co., NY, 1972.-269 p.

164. Ott E., Chaos in Dynamical Systems, Cambridge University Press, Cambridge, 1993. 402 p.

165. Paddan G.S., Griffin M.J., Transmission of yaw seat vibration to the head. Journal of Sound and Vibration 229 (2000) 1077-1095.

166. Paddan G.S., Griffin M.J., Evaluation of whole-body vibration in vehicles. Journal of Sound and Vibration 253 (2002) 195-213.

167. Pheasant S., Bodyspace: Anthropometry, Ergonomics and the Design of Work, Taylor&Francis, London, 1990. 720 p.

168. Pneumatic controlled suspension for automotive seat. Patent JP 2855479, 1990.-25 p.

169. Powers W.F., Nicastri P.R., Automotive vehicle control challenges in 21st century. Control Engineering Practice 8 (2000) 605-618.

170. Quaglia G., Sorli M., Air suspension dimensionless analysis and design procedure. Vehicle System Dynamics 35 (2001) 443-475.

171. Raghavan M., Number and dimensional synthesis of independent suspension mechanisms. Mechanism and Machine Theory 31 (1996) 11411153.

172. Rao S.S., Pan T.S., Modeling, control and design of flexible structures. A survey. Applied Mechanics Review 43 (1990) 99-117.

173. Rivin E.I., Passive Vibration Isolation, Taylor&Francis, NY, 2003. 432 p.

174. Ryu J.-H., Song J., Kwon D.-S., A practical control strategy for servo-pneumatic actuator systems. Control Engineering Practice 7 (1999) 14831488.

175. Sandor G., Erdman A., Advanced Mechanism Design: Analysis and Synthesis, 2 volumes, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, NJ, 1984.

176. Seating suspension arrangement. Patent AUS 670363, 1996. 15 p.

177. Seat with user protecting means Patent US 5556160,1996. 21 p.

178. Seidel H., Bluthner R., Hinz В., Schust M., On the health risk of the lumbar spine due to whole-boby vibration. Journal of Sound and Vibration 215 (1998) 723-741.

179. Seydel R., From Equilibrium to Chaos: Practical Bifurcation and Stability Analysis, Elsevier Science, NY, 1988. 417 p.

180. Shih M.-C., Tseng S.-I., Identification and position control of a servo pneumatic cylinder. Control Engineering Practice 3 (1995) 1285-1290.

181. Shinskey F.G., Process Control Systems. Application, Design and Turning, 4th Edition, McGraw-Hill, NY, 1996. 365 p.

182. Shock and Vibration Handbook, 1996; edited by Cyril M. Harris, 4th edition, McGraw-Hill Co., Inc., USA. 700 p.

183. Skelton R., Hanks В., Smith M., Structural redesign for improved dynamic response. Journal of Guidance, Control and Dynamics 15 (1992) 12711278.

184. Smith J.D., Vibration measurement and analyses, Butterworth and Co., Ltd., UK, 1989.- 166 p.

185. Smith M.C., Walker G.W., Performance limitations and constrains for active and passive suspensions: a mechanical multi-port approach. Vehicle System Dynamics 33 (2000) 137-168.

186. Sun J.Q., Jolly M.R., Norris M.A., Passive, adaptive and active tuned vibration absorbers: a survey. Special Fiftieth Anniversary Design Issue, Trans, of ASME 117 (1995) 234-242.

187. Tsai N.-C., Active controller design for microgravity isolation systems. Shock and Vibration 9 (2002) 307-317.

188. Ungar E.E., Pirsons K.S., New constant force spring systems. Product Engineering 27 (1961) 32-34.

189. Veprik A.M., Vibration protection of critical components of electronic equipment in harsh environmental conditions. Journal of Sound and Vibration 259 (2003) 161-175.

190. Vibration testing of machines and their maintenance. /G. Lipovszky et al.; English edition, Elsevier Science Publishing, Netherlands, 1990. 303 p.

191. Wan Y., Schimmels J.M., Optimal seat suspension design based on minimum "simulated subjective response". Trans, of ASME, Journal of Biomechanics Engineering 119 (1997) 409-416.

192. Wiggins S., Introduction to Applied Nonlinear Dynamic Systems and Chaos, Springer-Verlag, NY, 1990 621 p.

193. Wu X., Griffin M.J., A semi-active control policy to reduce the occurrence and severity of end-stop impacts in a suspension seat with an electrorheological fluid damper. Journal of Sound and Vibration 203 (1997) 781-793.

194. Xiang F., Wikander J., Block-oriented approximate feedback linearization for control of pneumatic actuator system. Control Engineering Practice 12 (2004) 387-399.

195. Ying Z.G., Zhu W.Q., Soong T.T., A stochastic optimal semi-active control strategy for ER/MR dampers. Journal of Sound and Vibration 259 (2003) 45-62.

196. Yuan K.-A., Friedman P.P., Structural optimization for vibratory loads reduction of composite helicopter rotor blades with advanced geometry tips. Journal of the American Helicopter Society 43 (1998) 246-256.

197. Yu Y., Naganathan N.G., Dukkipati R.V., A literature review of automotive vehicle engine mounting systems. Mechanism and Machine Theory 36 (2001) 123-142.