Investigation of the transient responses of a beam on an elastic polymeric foundation
Автор: Kashcheeva A.D., Zamyshlyaeva A.A.
Рубрика: Краткие сообщения
Статья в выпуске: 1 т.17, 2024 года.
Бесплатный доступ
The negative impact of vibrations on various devices and mechanisms can be significant, so it is important to take this factor into account when designing, operating and maintaining various equipment and engineering systems. Various methods and technologies can be used to protect against the negative effects of vibrations. Special damping materials are often used. This research paper is devoted to the analysis of the effectiveness of vibration reduction taking into account the physical parameters of elastic polymeric materials. To conduct the study, a mathematical model describing motion of the beam resting on an elastic polymeric foundation is constructed. The model is based on a system of nonlinear differential equations. An algorithm was developed and applied for the numerical solution of this system of equations. Numerical experiments were carried out for the study of the system reaction to different cases of accelerations. As a result, the deflection structure for materials with different physical characteristics were obtained. These results can serve as a starting point for a deeper study of materials and creation of more complex structures.
Transient responses, elastic polymeric foundation, nonlinear differential equation, galerkin method
Короткий адрес: https://sciup.org/147243645
IDR: 147243645 | УДК: 517.9 | DOI: 10.14529/mmp240109
Исследование переходных характеристик балки на эластичном полимерном основании
Негативное воздействие вибраций на различные устройства и механизмы может быть значительным, поэтому важно учитывать этот фактор при проектировании, эксплуатации и техническом обслуживании различного оборудования и инженерных систем. Для защиты от негативного воздействия вибраций могут использоваться различные методы и технологии. Часто используются специальные демпфирующие материалы. Данная исследовательская работа посвящена анализу эффективности снижения вибрации с учетом физических параметров эластомерных материалов. Для проведения исследования построена математическая модель, описывающая движение балки, опирающейся на эластомерное основание. Модель основана на системе нелинейных дифференциальных уравнений. В ходе работы был разработан и применен алгоритм численного решения этой системы уравнений. Были проведены численные эксперименты для изучения реакции системы на различные случаи ускорений. В результате были получены величины прогиба для материалов с различными физическими характеристиками. Эти результаты могут послужить отправной точкой для более глубокого изучения материалов и создания более сложных конструкций.
Список литературы Investigation of the transient responses of a beam on an elastic polymeric foundation
- Савинов, О.А. Современные конструкции фундаментов под машины и их расчет / О.А. Савинов. - Л.: Стройиздат, 1979.
- Кудрявцев, И.А. Влияние вибраций на основания сооружений / И.А. Кудрявцев. - Гомель: БелГУТ, 1999.
- Борисов, Е.К. Экспериментальная динамика сооружений. Мониторинг транспортной вибрации / Е.К. Борисов, С.Г. Алимов, А.Г. Усов, Л.Г. Лысак, Т.В. Крылова, Е.А. Степанова. - Петропавловск-Камчатский: КамчатГТУ, 2007. EDN: QNNCCX
- Kaul, S. Vibration Isolation - Background / S. Kaul // Modeling and Analysis of Passive Vibration Isolation Systems. - 2021. - P. 1-26.
- Valizadeh, S. Material Dielectricity Effects on the Performance of Capacitive Micro-Devices; A Nonlinear Study / S. Valizadeh, M. Fathalilou, G. Rezazadeh // International Journal of Mechanics and Materials in Design. - 2023. - V. 19, № 3. - P. 537-552. EDN: GGAKVP
- Yakovlev, S.N. Vibroisolating Properties of Polyurethane Elastomeric Materials, used in Construction / S.N. Yakovlev, V.L. Mazurin // Magazine of Civil Engineering. - 2017. - V. 6, № 74. - P. 53-60.
- Shian, S. Dielectric Elastomer Based Grippers for Soft Robotics / S. Shian, K. Bertoldi, D.R. Clarke // Advanced Materials. - 2015. - V. 27, № 43. - P. 6814-6819.
- Jyh-Horng Wu. Anti-Vibration and Vibration Isolator Performance of Poly (Styrene-Butadiene-Styrene)/Ester-Type Polyurethane Thermoplastic Elastomers / Jyh-Horng Wu, Chia-Hao Li, Hsien-Tang Chiu, Zhi-Jian Shong, Peir-An Tsai // Polymers Advanced Technologies. - 2010. - V. 21, № 3. - P. 164-169.
- Zhiqiang Xu. Preparation and Characterization of Magnetorheological Elastic Polishing Composites / Zhiqiang Xu, Qiuliang Wang, Kejun Zhu, et al. // Journal of Intelligent Material Systems and Structures. - 2019. - V. 30, № 10. - P. 1481-1492. EDN: RRUKPR