Investigation of the Transient Responses of a Beam on an Elastic Polymeric Foundation

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.

Ключевые слова

переходные процессы; эластичное полимерное основание; нелинейное дифференциальное уравнение; метод Галеркина.

Литература

1. Савинов, О.А. Современные конструкции фундаментов под машины и их расчет / О.А. Савинов. - Л.: Стройиздат, 1979.
2. Кудрявцев, И.А. Влияние вибраций на основания сооружений / И.А. Кудрявцев. - Гомель: БелГУТ, 1999.
3. 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.
4. Kaul, S. Vibration Isolation - Background / S. Kaul // Modeling and Analysis of Passive Vibration Isolation Systems. - 2021. - P. 1-26.
5. 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.
6. 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.
7. 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.
8. 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.
9. 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.