№4(41), 2010

РЕФЕРАТЫ

 

К ОПИСАНИЮ МЕХАНИКИ СИСТЕМ, ДВИЖУЩИХСЯ БЕЗ ПОМОЩИ НОГ, АНАЛИТИЧЕСКИМИ И ЧИСЛЕННЫМИ МЕТОДАМИ. Клаус Циммерманн, Игорь Зейдис, Вальтер Бём, Феликс Бекер, Владимир Минченя. “Проблемы механики“. Тбилиси. 2010,  № 4(41), с. 5-14, (Англ.).

В представленной статье рассматриваются неклассические способы движения механических систем. В первой части анализируется движение по прямой цепочки связанных между собой материальных точек. На каждую материальную точку действует малая сила несимметричного сухого трения, подчиняющаяся закону Кулона. Величина этой силы зависит от направления движения. Расстояние между соседними материальными точками изменяется по гармоническому закону. С помощью процедуры усреднения найдено асимптотическое выражение для постоянной «в среднем» скорости центра масс цепи. Получены зависимости стационарной скорости от величины асимметрии и от числа материальных точек. Во второй части рассматриваются механические предпосылки построения двух мобильных роботов, основанных на использовании смарт-материалов. Одна из систем состоит из одного симметричного тела из магнитоупругого материала  и, дополнительно, шести микрокатушек. Движение системы обусловлено периодической деформацией (произведенной встроенными микрокатушками) чувствительного к воздействию магнитного поля тела. Качественное описание характеристик механической системы проводилось посредством программы анализа переходных динамических процессов из пакета ANSYS. Другая система состоит из трех компонентов: систем управления, электропитания (аккумулятора) и вибрационной системы. Вибрационная система сформирована с использованием пьезоэлектрического возбудителя, установленного на треугольной пластине. В углах пластины помещены три «ноги». С помощью метода конечных элементов были построены модели ног, пластины и привода, для того, чтобы сформулировать утверждения о влиянии частоты возбуждения на траектории опорных точек. Проведено сравнение результатов, полученных численным моделированием, с экспериментальными данными. 11 ил. Библ. 15. Англ.

 

Кинематический анализ исполнительного сферического меха­низма робота.  Н.С. Давиташвили. “Проблемы механики“. Тбилиси. 2010, № 4(41), с. 15-21, (Англ.).

Даются описание, принцип работы и кинематический анализ исполнительного сферического механизма робота, образованного на базе  сферического пятизвенного механизма с двумя степенями свободы. Показано, что для выполнения технологических операций механизм может работать в трёх режимах. С помощью аналитической геометрии на сфере и сферической тригонометрии определены положения звеньев и схватов  исполнительного механизма, позволяющие найти их скорости и ускорения. Полученные результаты дают возможность провести динамическое исследование рассматриваемого механизма робота. 2 ил. Библ. 12. Англ.

 

Нано-Робот, многоцелевой робот для решения задач медицины. М. Перели, П. Нудо, М. Доничи, Г. Гатти, Ф.М. Колачино, К. Паке, Г.А. Даниели. “Проблемы механики“. Тбилиси. 2010,  № 4(41), с. 22-33,   (Англ.).

В данной статье освещаются основная структура нано-робота и цели, которые могли бы быть решены с помощью него. Нано-робот состоит из трёх манипуляторов с шестью степенями свободы; каждый центральный способен работать как в режиме навигации, так и в режиме выполнения задачи, боковые способны только выполнять команды, с возможностью остановки в любом положении. Такой прибор может быть полезен для ортопедических, эндоскопических и онкологических процедур.

Переход из пассивного режима в активный может быть достигнут передачей электрического сигнала по оригинальным микросхемам, которые также позволяют останавливать подвижные части робота в любом положении. Первый прототип был создан, оснащён базовой электроникой и системой контроля для проведения кинематических испытаний. Постоянно происходит пересмотр системы и полная её перестройка. Самостоятельная работа каждого манипулятора возможна за счёт соединения кинематической цепи с четырёхступенчатой системой горизонтальных осей, таким образом обеспечивается полная компенсация веса. 11 ил. Библ. 31. Англ.

 

О параллельном манипуляторе с 3-мя степенями свободы с частичной развязкой. Во Динь Тунг, Виктор А. Глазунов, Чан Куанг Ньят. “Проблемы механики“. Тбилиси. 2010,  № 4(41), с. 34-46, (Англ.).

Рассмотрен новый плоский параллельный манипулятор. Поступательные движения разделены от вращений. Идея заключается в том, что плоский пятизвенный механизм снабжен третьей кинематической цепью, содержащей два параллелограммных механизма, передающих вращения с отношением, равным единице. Развязка позволяет получить аналитическое решение прямой и обратной задач кинематики. При этом рассматриваются условия связей, налагаемых соединительными кинематическими цепями. Получены сборки механизма, соответствующие одинаковым абсолютным и обобщенным координатам.

Решение прямой и обратной задач о скоростях основано на дифференцировании условий связей, налагаемых соединительными кинематическими цепями. Определены матрицы А и В, соответствующие подходу Анджелеса и Гослена. На базе этого метода могут быть определены абсолютные и обобщенные скорости. При использовании этого подхода рассмотрены сингулярности. 11 ил. Библ. 14. Англ.

 

дифференциальные уравнения добавочного контактно-разрывного движения тормозной рычажной передачи моторного вагона электропоезда.  Г.С. Шарашенидзе, О.Г. Гелашвили, М.Ш. Ахалбедашвили, П.Р. Куртанидзе, Т.Дж. Дундуа, Г.С. Усанеташвили. “Проблемы механики“. Тбилиси. 2010,  № 4(41), с. 47-58,   (Англ.).

составлена система дифференциальных уравнений добавочного контактно-разрывного движения с целью оптимального проектирования улучшенной тормозной рычажной передачи моторного вагона. Использована реальная динамическая модель передачи подвижными координатными системами и соответствующими обобщёнными координатами в шарнирных соединениях с зазорами. дифференциальные уравнения добавочного контактно-разрывного движения передачи записаны относительно обобщённых линейных и угловых координат, определяющих данное движение. Форма записи уравнений даёт возможность, при совместном решении с дифференциальными уравнениями остальных добавочных движений, определить реальные выходные силовые и геометрические параметры для любого значения перемещения штока тормозного цилиндра. Использование полученных дифференциальных уравнений является необходимым при составлении комплексной программы исследования и проведения вычислительного эксперимента улучшенной передачи. 2 ил. Библ. 16. Англ.

 

Алгоритм для раннего обнаружения отказа планетарных редукторов с анализом экспериментальных данных. Лупчо Тражиевски, Тале Герамитчиоски.  “Проблемы механики“. Тбилиси. 2010,  № 4(41), с. 59-65, (Англ.).

В настоящей работе использованы данные экспериментального испытательного стенда для разработки и оценки алгоритма классификации отказов, полученные из экспериментального исследования планетарного редуктора EM1010 - Бревини, Италия. Тот факт, что распределение Вигнера-Вилле (WVD) может представлять энергию сигнала вибрации передачи, было использовано для диагностики передачи. Новый метод для обнаружения повреждений передач с использованием нового метода обнаружения неисправностей на основе WVD и называется NP4 параметр обнаружения. Этот параметр рассчитывается из сигнала во временной области энергией, получаемой от WVD. Новизна NP4 параметра заключается в применении ранее определенного статистического параметра, называемого эксцессом, и ее интерпретацию для обнаружения неисправностей передачи. Чувствительность этого метода обнаружения параметра неисправностей передач для отказа передачи продемонстрирована на экспериментальных данных.

Кроме того, в данной работе разработано программное обеспечение в программе Matlab для решения распределение Вигнера-Вилле и NP4 параметра обнаружения. 8 ил. Библ. 5. Англ.

 

О ДИНАМИЧЕСКОЙ РАЗГРУЗКЕ ДИСКОВОЙ ОПОРЫ БЫСТРОХОДНОГО ШАРНИРНО ОПЕРТОГО РОТОРА. А.Р. Папоян. “Проблемы механики“. Тбилиси. 2010, № 4(41), с. 66-71, (Англ.).

Во многих технологических операциях применяют высокоскоростные роторные системы. Для дальнейшего повышения частоты вращения роторов  предлагается комбинированная конструкция опор шпинделя роторного узла. Передача вращающего момента шпинделю осуществляется через упругий поворотный шарнир с помощью соосного привода, выполненного в виде подшипника качения специальной, двухъярусной конструкции. Осевое положение шпинделя поддерживается с помощью дисковой опоры, которая в свою очередь установлена в упруго подвешенной раме. Получены выражения кинетической, потенциальной и диссипативной энергии системы, после чего с помощью уравнений Лагранжа второго рода составлена система из четырех дифференциальных уравнений, описывающих движение шпинделя. Система уравнений решена в программной среде пакета MathCAD с помощью численного метода Рунге-Кутта. Как показывает анализ результатов, амплитуда колебаний ротора и подвески существенно отличаются. В зависимости от подобранных значений жесткостей в колебаниях элементов системы доминантным становится колебание шпинделя или подвески. Если при этом целенаправленно подобрать основные характеристики жесткости и затухания упругих опор и подвесок, то можно обеспечить значительную динамическую разгрузку дисковой опоры. 4 ил. Библ. 7. Англ.

 

принципиальная конструктивная схема раскрываемого моста и силовой анализ системы. В.Н. Гогилашвили, Э.В. Медзмариашвили,   M.М.  Саникидзе,   Н.Г.  Цигнадзе,   Г.Э.  Медзмариашвили.  “Проблемы механики“. Тбилиси. 2010,  № 4(41), с. 72-77, (Англ.).

В работе рассматриваются принципиальная конструктивная схема и   кинематический и силовой анализ системы при трансформации. Определены закономерности  изменения геометрических параметров механизма, которые обеспечивают раскрытие системы на арочной поверхности. Принятые результаты дают возможность сформировать динамическую модель трансформируемой арочной системы, на основе которой возможно обсуждение определения оптимальных кинематических параметров рассмотренной системы с учетом  программных данных. 3 ил. Библ. 3. Англ.

 

МНОГОМЕРНАЯ МОДЕЛЬ ДИНАМИКИ ВИБРОЗАЩИТНОЙ ПЛОЩАДКИ С ДИНАМИЧЕСКИМИ ГАСИТЕЛЯМИ. Т.Ф. Мчедлишвили, Р.А. Диасамидзе, Х.М. Амколадзе, А.А. Диасамидзе. “Проблемы механики“. Тбилиси. 2010, № 4(41), с. 78-83, (Англ.).

В предшествующих работах приведены структурные схемы виброзащитной площадки с динамическими гасителями колебаний, а также построены одномерные математические модели динамики. В настоящей работе предложена преобразованная структурная схема виброзащитной площадки, получены исходные закономерности, и с использованием уравнений Лагранжа II рода, в общей форме получены нелинейные и линеаризованные модели динамики. 1 ил. Библ. 5. Англ.

 

ПРОБЛЕМЫ КОЛЕБАНИЙ СИСТЕМЫ КОЛЕСО-РЕЛЬС. Г.И. Туманишвили, М.А. Челидзе, В.С. Звиадаури, М.Ш. Цоцхалашвили. “Проблемы механики“. Тбилиси. 2010, № 4(41), с. 84-89, (Англ.).

В работе подвижной состав рассматривается в виде шарнирно соединенных звеньев цепи. Приведены результаты эксплуатационных исследований трибологических характеристик, полученных на роликовой модели. Показано, что важнейшими источниками вибрации колёс являются явления, протекающие в зоне контакта колеса и рельса при разрушении третьего тела. Разработанный критерий разрушения третьего тела и заедания учитывает механические, термофизические и триботехнические особенности контакта и полезен для определения и повышения стабильности третьего тела к эксплуатационным воздействиям, увеличения износостойкости рельсов и колес и для сокращения вибрации и шума. 6 ил. Библ. 12. Англ.

 

структура и кинематический анализ трансформируемого силового кольца.  В.Н. Гогилашвили,  Э.В. Медзмариашвили, Ш.П. Церодзе, M.М. Саникидзе, Н.Г. Цигнадзе, М.Н. Николадзе, Е.Г. Логачеви. “Проблемы механики“. Тбилиси. 2010,  № 4(41), с. 90-95, (Англ.).

рассматривается силовая кольцевая система, состоящая из механизмов типа пантографа в виде параллелограма, которые представляют собой составленную из симметричных стержневых элементов кинематическую цепь, которая при трансформации в соответствии со структурой входящих в нее элементов создает арочную или круговую регулярные системы. На основе структурного и кинематичского анализа установлены оптимальные конструктивные параметры для решения требуемых задач синтеза. 9 ил. Библ. 3. Англ.

К ТЕОРИИ СКРУЧИВАНИЯ ЧАЙНОГО ЛИСТА: РЕОЛОГИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЧАЙНОЙ МАССЫ. А.К. Твалчрелидзе, Б.В. Канкадзе. “Проблемы механики“. Тбилиси. 2010,  № 4(41), с. 96-100, (Англ.).

Теория скручивания чайного листа должна содержать адекватную реологическую модель чайной массы. В статье получены определяющие соотношения такой модели, полученные на основе теории пластического течения и механики сыпучей среды. 3 ил. Библ. 3. Англ.

 

РАДИАЦИОННАЯ ОБРАБОТКА В ПРОИЗВОДСТВЕ АВИАЦИОННЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОНСТРУКЦИОННЫХ ВОЛОКНИСТЫХ ПЛАСТИКОВ. А.А. Думбадзе, Ю.И. Канчавели. “Проблемы механики“. Тбилиси. 2010,  № 4(41), с. 101-106, (Англ.).

В работе предлагается использовать радиационную обработку для усовершенствования процесса изготовления  или  модификации типовых авиационных поверхностей вращения из слоистых волокнистых пластиков (КВП) (отсеков фюзеляжа, корпусов ракет, баллонов высокого давления, носовых обтекателей) путем совмещения процесса непрерывной намотки с  послойным электроннолучевым отверждением полимерного связующего. Использование электроннолучевого отверждения вместо термического  позволяет повысить прочность, жесткость и теплостойкость  полимерного связующего и армирующих волокон (углеродного, арамидного и др.), значительно снизить остаточные напряжения в слоях, повысить размерную точность изделий из КВП. 2 ил. Библ. 6. Англ.

 

Анализ результатов исследования и основные направления совершенствования стенда для испытания обуви. Т.В. Маглакелидзе, М.М. Закараиа, А.Ч. Гегучадзе, Н.С. Киркитадзе “Проблемы механики“. Тбилиси. 2010, № 4(41), с. 107-111, (Англ.).

Исходя из сложности методики, трудоемкости и продолжительности испытания обуви в условиях реальных нагрузок, решена задача имитации испытательной носки обуви в лабораторных условиях, для осуществления которой разработан и изготовлен стенд для испытания обуви; принцип работы его основывается на основных фазах движения ступни. 5 илл. Библ. 5. Англ. 

 

ВРАЩАТЕЛЬНОЕ ДВИЖЕНИЕ В РАДИАЛЬНЫХ КАНАЛАХ И ГЕНЕРАЦИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ПРИ МАЛЫХ РАСХОДАХ.  А.З. Апциаури. “Проблемы механики“. Тбилиси. 2010,  № 4(41), с. 112-118, (Англ.).

В статье рассмотрен процесс вращательного движения реального газа между цилиндрами, которые соединены между собой радиальными перегородками. Показано, что  существует критическое значение расхода газа, ниже которого процесс роста давления сопровождается падением температуры  и энтропии, а при падении давления после истечения из касательных отверстий, температура падает ниже температуры окружающей среды. Показана принципиальная схема установки, которая вырабатывает механическую энергию за счет охлаждения  поступающего в нее воздуха. 3 ил. Библ. 3. Англ.

 

исследование устойчивости пластины с разрезом, сжатой по противоположным краям.  Г.О. Кипиани, М.Н. Тодуа, Г.Г. Нозадзе, Н.Н. Тодуа. “Проблемы механики“. Тбилиси. 2010,  № 4(41), с. 119-125, (Англ.).

Рассмотрены задачи устойчивости сжатых однослойных пластин с разрезом. Приведены методы перехода от статистической задачи к соответствующей задаче устойчивости. 2 ил. Библ. 4. Англ.

 

Расчёт ортотропных однослойных пластинок переменной тол­щины МНП. З.Дж. Бичиашвили, Дж.В. Бичиашвили, Г.Дж. Бичиашвили, М.Ю. Барбакадзе. “Проблемы механики“. Тбилиси. 2010,  № 4(41), с. 126-129, (Англ.)

В статье выполнен расчет круглой ортотропной однослойной пластинки, жестко закрепленной по контуру,  не расположенной на упругом основании (свободной), переменной толщины с радиусом  a=100 см  и нагруженной равномерно распределенной вертикальной нагрузкой интенсивностью q=104 Па, перпендикулярной к её срединной поверхности. Расчет выполнен по предлагаемой методике [1,4] на основании метода начальных параметров. Число участков K=400 и радиус внутреннего жесткого участка пластинки r0=0,25 см. Построены эпюры напряжений σr и σt для различных  точек поперечного сечения пластинки. У рассматриваемой  пластинки  Εr= 1010 Па; Εt =0,25·1010 Па;= 0,3; = 0,075. 4 ил. Библ. 4 Англ.

 

Расчёт ортотропных однослойных пластинок постоянной толщины МНП. З.Дж. Бичиашвили, Дж.В. Бичиашвили, Г.Дж. Бичиашвили, М.Ю. Барбакадзе. “Проблемы механики“. Тбилиси. 2010,  № 4(41), с. 130-133, (Англ.).

В статье выполнен расчёт ортотропной однослойной пластинки, жёстко закреплённой по контуру, расположенной на упругом основании Винклера и нагруженной равномерно распределённой вертикальной нагрузкой интенсивностью q=104 Па, перпендикулярной к её срединной поверхности. Расчёт выполнен по предлагаемой методике [1, 4] на основании метода начальных параметров. Число участков К=400 и радиус внутреннего жёсткого участка пластинки r0=0,25 см. Построены эпюры напряжений и  для различных точек поперечного сечения пластинки. У рассматриваемой пластинки       µrt=0.3;       µtr=0.075. 2 ил. Библ. 4 Англ.

 

оптимальная схема сетчатого  противоградного перекрытия  виноград­ников с автоматическим управлением. М.А. Цикаришвили, Н.Р. Николашвили. “Проблемы механики“. Тбилиси. 2010,  № 4(41), с. 134-138, (Англ.).

В статье описаны общие принципы метода защиты виноградников от града с помощью сетчатых конструкций. Предлагается противоградное защитное устройство виноградников по этому методу. Даны описание конструкции и основных узлов и оптимальная расчётная схема с автоматическим управлением. 4 илл. Библ. 2. Англ.