Роторно-маятниковая самосинхронизация параметрических вибровозбудителей на изотропном упругом основании

Предлагается улучшение динамических характеристик вибрационных машин на основе использования резонансных колебательных систем с двумя и более степенями свободы. Показано, что разумное усложнение моделей за счёт увеличения числа степеней свободы, учёта нелинейности позволяет повысить взаимное усиление колебаний парциальных подсистем и раскрыть дополнительные возможности в разработке новой техники и технологий. Вовлечение объектов колебательной системы в коллективное взаимодействие достигается на основе использования сложных резонансов, которые реализуются только в связанных системах. Таким резонансом является комбинационный параметрический резонанс, обусловленный парным взаимодействием собственных форм колебаний. Приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований самосинхронизации параметрических роторно-маятниковых вибровозбудителей, установленных на общем упругом изотропном основании. Динамическая модель вибрационной машины представлена совокупностью равноправных взаимодействующих нелинейных осцилляторов (маятников), при резонансном возбуждении которых реализуется эффект Гюйгенса, то есть самосинхронизация по типу маятниковых часов (маятниковая самосинхронизация). Один или несколько осцилляторов выполняют функции рабочего органа вибрационной машины. Другие осцилляторы этой системы играют роль инерционного элемента роторно-маятникового вибровозбудителя. Показано, что при совместной работе как минимум двух роторно-маятниковых вибровозбудителей реализуется самосинхронизация по типу неуравновешенных роторов (роторная самосинхронизация). Таким образом, исследуемое устройство совмещает в себе одновременно роторно-маятниковую самосинхронизацию. Приводятся результаты численного моделирования в виде амплитудно-частотных характеристик и зависимостей частот генерации от частоты параметрического возбуждения. Установлено, что амплитуда колебаний рабочего органа за счёт резонансных взаимодействий с маятниками возбудителя слабо реагирует на увеличение демпфирования. Сумма собственных частот маятников и рабочего органа удовлетворяет условию комбинационного параметрического резонанса во всём диапазоне области неустойчивости.