 
        
        книги из ГПНТБ / Суровцев Ю.А. Амортизация радиоэлектронной аппаратуры
.pdfРешая эту систему уравнений, искомые нагрузки мо гут быть получены из определителей:
| 
 | 
 | а х 2 — р | а х 3 — Р | 
 | а х 4 | — Р | 
 | ||
| 
 | a 2 D | аг 2 —Y | «г3 —Y | 
 | « z 4 | — Y » | 
 | ||
| 
 | 
 | а г 2 Х 2 — 3 а г 3 х 3 | ~ 8 а г 4 х 4 — 8 | 
 | |||||
| 
 | — 1 | а х , — Р | а х , — Р | аХ 4 | — Р | 
 | |||
| 
 | а?, — у | а г 3 —y | 
 | а г 4 | ~ | y J | (3.8) | ||
| 
 | 
 | 
 | |||||||
| 
 | 
 | аг,Х, —3 | az3X3 | — S | а г 4 Х 4 | — S | 
 | ||
| 
 | 
 | «X, — р | аХ2 | — Р | 
 | «Х 4 | — р | 
 | |
| 
 | 
 | а г г — Y | а г 2 | •— y | 
 | а г 4 — Y | 
 | ||
| 
 | 
 | а г , х , — 3 | а г 2 Х г — 8 а г 4 х 4 — 8 | 
 | |||||
| 
 | 
 | а х , — Р | аХ2 | — Р | 
 | а х 3 | — р | 
 | |
| Р = ^^- | ог, — y | а г 2 | — y | 
 | 
 | а г 3 | — Y | 
 | |
| 4 | O.W | а г , х , — 8 | а г 2 Х 2 — 8 | а г 3 х 3 — 8 | 
 | ||||
| 
 | 
 | ||||||||
| 
 | 
 | 
 | |||||||
| В выражениях (3.8) определитель системы | D имеет | ||||||||
| вид | 
 | 
 | 
 | 
 | Х4 — X1 | 
 | |||
| 
 | Хг • | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||
| D = | 
 | 
 | 1—2, | 
 | г4 | — г , | 
 | 
 | |
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | £4 Х4 | ^"1^1 | 
 | ||
Если принять, что все шесть амортизаторов нагруже ны равномерно:
Pi=Pi=Ps=Pi=Ps=Pii=G/6,
и не известны координаты хи Zi, Хг, то их значения мо гут быть определены из выражений
| х _ _ х 3 | (28 — Zg) + | *4 (z 4 — z 2 ) + * 5 | (z5 — z 2 ) - f x 6 | (z6 — Zg) . | ||
| ' 1 | 2z2 + z 3 + z 4 + z 5 | + z 0 | 
 | ' | ||
| 
 | = | - | ( • * • + * 4 + + • * . ) | - | 
 | |
| x 3 | (z3 — z 2 ) + | x 4 | (z 4 — z 2 ) + x 5 | (z5 — z 2 ) + | x 6 | (z„ — z 2 ) , | 
| 
 | 
 | 2z2 + z 3 + z 4 + z 5 + z 6 | 
 | • | ||
| 
 | 2i = | — (Z2+1Z3 + Z 4 + 2 5 + Z 6 ) . | 
 | 
 | ||
Пусть известны координаты амортизаторов, располо женных симметрично относительно плоскости, перпенди-
60
кулярной оси 2, причем все амортизаторы имеют одина ковую свободную высоту. Положение, занимаемое амор тизаторами под нагрузкой, показано на рис. 3.4.
Рис. 3.4. Схема расположения шести амор тизаторов в горизонтальной плоскости.
Так как считается, что амортизируемый объект абсо лютно жесткий, то прогиб любого из амортизаторов будет
| Ь = У—Ь$, | (3.9) | 
где b и Р имеют положительное значение в направлении, указанном на рис. 3.4.
Уравнения статического равновесия для амортизируе мого объекта получаются, если просуммировать верти кальные силы и моменты относительно оси Z:
| y,kibi=G, 26^г6 г = 0. | (3.10) | 
| Принимая во внимание равенство | (3.9), преобразуем | 
| уравнение (3.10) к виду | 
 | 
| y~Zki—№biki=G, | (3.11). | 
| yllbiki—р 2 6 г2/гг = 0. | (3.12) | 
61
Решая совместно уравнения (3.11) й (3.12) относи тельно у и р, получаем
GSbr /г,-
У =
(3.13)
Необходимым условием равенства прогиба всех амортизаторов, при котором р = 0, будет
2^/гг - = 0 "
вуравнении (3.13).
3.Амортизаторы расположены в двух вертикальных плоскостях. Рациональный монтаж
Такое расположение амортизаторов относится к слу
| чаю | пространственного монтажа. | Пусть | амортиза | 
| торы | расположены в двух плоскостях, перпендикулярно | ||
| пересекающих ось X в точках с координатами | а и —Ь. | ||
| а) Система, состоящая из восьми амортизаторов. Так | |||
| как | амортизаторы расположены в | двух плоскостях, то | |
| 
 | Х1 = Х2, = Хз = Х!к = а, Х5 = Хц = Хт = Х8 = | —Ь. | |
Заданными считаются координаты всех восьми амор тизаторов и нагрузка Р8 . Для определения семи неиз вестных Ри Р%, Рз, Pt, Ръ, Рц, Pi можно составить систе му, состоящую из семи линейных уравнений:
Pi+P2 + P3+Pi+Ps+Pe+P7=G—Ps;
| a (Pi + Pz+Рз+ | Р4 ) —b (Ръ+Р0 | + Pi + Р8 ) = 0; | |
| +УбРъ+у-,Рп+у&Р&=0; | |||
| ZiPi +г2Рг + Z3P3 + z4 P4 | + zbP5 + | ||
| + 26P6-r-27P7 + Z8P8= 0; | |||
| a (yiPi+У2Р2+ysPz+yiPJ | — | ||
| —Ъ (г/5 Р5 | + г/6Ра + iJiPi + У&Р&) = 0; | ||
| yiZiPi+yzZ2Pz+УзгзРз | + yiZiPi+ysZsPs + | ||
| + iJeZ6Pe+y1z1P1 | + | tjsZsPs=0; | |
| a (z^ | + z2 P3 +Z3P3+Z4P4) — | ||
—b ( г 5 Р 5 + 2 6 Р 6 + г 7 Р 7 + 2 8 Р 8 ) =0.
62
Эта система уравнений может быть разделена на две, первая из них состоит из трех уравнений:
| / > 1 + я . + я 7 = а ^ - л = Р; | 
 | 
| У'оРъ + УвРв + yiPi = —y&Ps = у, | (3.14) | 
z5Pa+z6P<i+z7P7=—Z8P&=6,
вторая система содержит четыре уравнения:
| Л + Л + Л + Л = е г ^ 5 = в | ; | |
| yiPi+УгРг+УзРз + г / А = 0 ; | (3.15) | |
| ZiPi + | z2Pz+z3P3+zkP,k=0; | 
 | 
yiZiPi+y2z2P2+IJ3Z3P3+yiZiPi=
= — (ysZbPb + yeZePe + yiZiPn + ysZsPs) = 6.
Из уравнений (3.14) определяем нагрузки:
| 
 | 
 | 
 | р | = _ L | Y | 
 | 
 | Уъ | Уп | 
 | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 8 | 
 | 
 | 
 | z7 | 
 | 
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 1 | 
 | 
 | Р | 1 | (3.16) | 
| 
 | 
 | 
 | г« | 
 | D | Уь | 
 | Y | У-, | |||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 2ь | 
 | 
 | 8 | 
 | 
 | 
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 1 | 1 | 
 | 
 | 1 | Р | 
 | 
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | Уь | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | D | 
 | Уь | Y | 
 | ||
| где определитель | 
 | 
 | 
 | 2 5 | 
 | 
 | 2в | 8 | 
 | |||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||
| 
 | 
 | 
 | D : | 
 | Ув —Уь | 
 | 
 | Ут—Уь | 
 | |||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| Вычислив величину б, можно найти из системы урав | ||||||||||||
| нений (3.15) | 
 | остальные | неизвестные: | 
 | ||||||||
| Р | 
 | = | — | Уз | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | У* | 
 | |
| 
 | z | 2 | 
 | 
 | 
 | z | 3 | 
 | 
 | |||
| 
 | 1 | 
 | Dx | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | ау2гг | — S | 
 | 
 | «#3z 3 — 8 <4AlZ4 — | 
 | |||
| 
 | 
 | — | 1 | </i | 
 | 
 | Уз | У* | (3.17) | |||
| 
 | 
 | «1 | 
 | 
 | z 3 | «4 | ||||||
| 
 | 
 | 0 i | 
 | 
 | ||||||||
| 
 | 
 | K(/,2, — S | ar/,Zj — 3 | 
 | ||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||
63
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | Уг | 
 | 
 | 
 | 
| 
 | Р | 
 | =-!- | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| 
 | 
 | 3 | А | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| 
 | 
 | 
 | 
 | /Л | 
 | 
 | i's | 
 | </а | 
 | 
| 
 | 
 | 
 | 
 | * i | 
 | 
 | г а | 
 | -л | 
 | 
| 
 | 
 | 
 | 
 | со/,г, — S | ау2?г | — д | са/3 ?3 — 5 | 
 | ||
| где определитель | системы | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||
| 
 | 
 | 
 | — У1 | 1/ | •г/i | i / i | —г/1 | (3.18) | ||
| 
 | 
 | 
 | га | г, | г 3 | -г, | 
 | г, | ||
| 
 | 
 | 
 | УгЧ | — У^\ | У^г—y^t | 1/*г4 | — у, г, | 
 | ||
| Рассмотрим некоторые частные случаи расположения | ||||||||||
| амортизаторов в | двух | вертикальных | плоскостях. | 
 | ||||||
| С л у ч а й с и м м е т р и ч н о г о р а с п о л о ж е н и я а м о р т и - | ||||||||||
| з а т о р о в . Пусть амортизаторы | установлены симметрично | относи | ||||||||
| тельно координатной | плоскости | XOY. Так как все нагрузки Pi>0, то, | ||||||||
| очевидно, | часть | амортизаторов | 
 | должна | быть установлена | выше | ||||
| плоскости | ZOX, | а другая часть | амортизаторов — ниже этой | плоско | ||||||
| сти (рис. | 3.5). | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
Рис. 3.5. Схема расположения восьми амортизаторов з двух вертикальных плоскостях.
64
| Величина | нагрузки Ра и | координаты расположения амортиза | |
| торов заданы: | 
 | 
 | 
 | 
| Х\ = Х4 — Х3 — Xtt =й\ | 
 | 
 | |
| хь = Xa = .v7 = .vs = —b; | 
 | 
 | |
| i/i = i/2 =rf; ij3 = | 
 | 
 | ijk=—k; | 
| </5 = </o=—e; yi =iji= l, | 
 | 
 | |
| z,=—z2 = c; —z3 = z4 = g; | 
 | 
 | |
| — Z 5 = Z 6 = /J; z7 = —z8 = /. | 
 | 
 | |
| Вычисляя | выражения A = Ga/(a + 6), a=Gb/(a+b), а также учи | ||
| тывая, что | Р-Л—/>8 , | у-ЧРь | в = /Рв , | 
| 
 | |||
подставляем эти выражения в формулы для D (3.16) и Di (3.18),
врезультате получаем
£> = - 2 Л ( е + / ) , £>!=—4cg(d+A)2 .
Теперь . можно определить нагрузки Pi, Ре, Pi по формулам (3.16). После элементарных преобразований выражения для нагру зок принимают следующий вид:
| P r | = | _M_el + hf) - | 2Pt | (е + | f)l . | 
 | |
| 
 | 
 | 
 | 2А (* + | / f | 
 | 
 | |
| Р | _ | А | W + el) + 2Я8 | (e + | f)l . | V-u> | |
| 
 | 
 | 
 | 2h(e | + | f) | • | |
| 
 | 
 | 
 | 2Aeh + 2Я8 (<? + | /) h | 
 | 
 | |
| Hi | ~ | 
 | 2h (e + | f) | 
 | 
 | 
 | 
| Теперь может | быть определена величина | 
 | |||||
| 
 | 
 | 6=—(Уьгъ Рь +уе га Ре +у1 2тР1 + | 
 | ||||
| 
 | 
 | 
 | + !/sZsPs) | =l[—Ae+2Ps(l+f)), | 
 | ||
и после несложных преобразований выражений (3.17) нагрузки мо гут быть определены из выражений
| 
 | ack-\- 5 | 
 | ack — 8 | ||
| 
 | 2c(d + | k) | • | *~2c(d | + k) * | 
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | (3.20) | 
| 
 | Q-dg + a | 
 | Ил | 
 | adg — S | 
| 
 | 2g(d + k) | • | 2g(d + k) | ||
| С л у ч а й | p а в н о и а г р у ж е и н ы х | а м о р т и з а т о р о в . | |||
| Если все восемь | амортизаторов | нагружены | одинаково, т. е. />,= | ||
| = G/8, то должно | выполняться | условие | 
 | ||
| 
 | 
 | 0=6, | 
 | 
 | |
| 5-391 | 
 | 
 | 
 | 
 | 65 | 
а координаты tji, г,- точек крепления амортизаторов должны удов летворять пяти условиям:
У1+Уг+Уз + УА=0, Уъ + Уе + Ут + Уз = О,
Zi + Z2 + 23 + Z4 = 0,
zs + ze+zi+zs=0,
У1 z, + tjjZi + y3z3 + (/4Z4 +
+iJbZb+ yoZs + yiZi + y&Zi = 0.
Все эти условия тождественно удовлетворяются в том случае, если точки крепления амортизаторов расположены симметрично относительно координатной плоскости XOY, а также
| То есть | 
 | 
 | d=k, | e=f. | 
 | 
| 
 | j/s =(/t =— d, | 
 | 
 | ||
| yi=yn=d, | 
 | 
 | |||
| У5 = (/о=— | е, ут = у&=е, | 
 | 
 | ||
| Z|= —Z2 = C, | 24 = —23 = g, | 
 | 
 | ||
| 2б =—2s = /t, | 27 = —28 = /. | 
 | 
 | ||
| б) Система, состоящая из семи амортизаторов. Амор | |||||
| тизаторы | расположены в двух плоскостях, и поэтому | ||||
| X i = A ' 2 = * 3 = * 4 = a, * 5 = * 6 = A - 7 = | —b, | кроме того, известны | |||
| координаты | г/,-, | всех семи точек | крепления амортиза | ||
| торов. | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| Семь | неизвестных нагрузок Р; на амортизаторы мо | ||||
| гут быть | определены из уравнении (3.16) — (3.18), если | ||||
| принять Р 8 = 0 . | 
 | 
 | 
 | ||
| С л у ч а й с и м м е т р и ч н о г о р а с п о л о ж е н и я а м о р т и  | |||||
| з а т о р о в . | Если амортизаторы расположены симметрично относи | ||||
| тельно координатной | плоскости XOY (рис. 3.6), то нагрузки на амор | ||||
тизаторы могут быть определены из выражений (3.19) и (3.20) при условии
| 
 | рв = 0, / = о , | 6=0. | 
 | 
 | 
| С л у ч а й | р а в и о и а г р у ж е н н ы х | а м о р т и з а т о р о в . | ||
| Если все нагрузки на амортизаторы | одинаковы P, = G/7, то должно | |||
| выполняться условие | 
 | 
 | 
 | |
| а координаты | tji, 2; должны удовлетворять | пяти | условиям: | |
| 
 | i / i + J / 2 + f / 3 + ( / 4 = 0 , | у5+Уе+У7=0, | 
 | |
| 
 | 2l+22 + 23 + 24 = 0, | 25 + Z0 + Z7 =0, | (3.21) | |
| 
 | У\г\ + у&г+y3z3+UiZi+l/5z5+У | ига+#7z7 | = 0, | |
66
Если координаты принимают значения
Ui=Ui=d, y3=yi=—d,
Us=!/B=—e, ут=2е,
Z | = — 2 2 = C, Zi=—Z3 = g,
2e =—Zr, = h, 27 = 0,
то условия (3.21) тождественно удовлетворяются, и в этом случае имеет место рациональный монтаж.
Рис. 3.6. Схема симметричного расположения семи амор тизаторов в двух вертикальных плоскостях.
| Если значения | координат | |
| </i = —</i=d, | iji-— уз=к, | |
| Us=Ue=—e, | yi-2e, | 
 | 
| Z l = —Zl=C, | —Z3 = Z,, = | g, | 
| —Zs=Ze=Jl, | 27 = 0, | 
 | 
| то первые четыре | условия | (3.21) удовлетворяются тождественно, | 
а пятое условие приводится к виду
cd—ck + gk—dg=0
или
(c-g) (d-k) =0,
т. е. должно быть c=g или d=k либо одновременно c=g и d=k.
| 5* | 67 | 
в) Система, состоящая из четырех амортизаторов.
Если заданы координаты
Xi=Х2~ а, Хз=хь = —Ь,
22, Уз, 2з, £/4) 2/,
и требуется определить нагрузки Р\, Р2, Рз, Pi и коор динаты уи Zi, уг, то 'система уравнений при этом будет иметь вид
| Р> + Р> = °ЕТЬ = «> | Р з + Л = С ^ | = р; | 
| ytPi + yiPz^O; | узРз+уьР^О; | (3.22) | 
| zLPi+ZzPz=0; | Z3Ps + ztPi=0; | 
 | 
y^ZiPi + 1J2Z2P2+IJ3Z3P3+yaiPi = 0.
Из уравнений (3.22) следует, что должны выполняться соотношения
| • i i - = i b . = - A . ; | i i _ = - E L = _ i , | (3.23) | 
в результате чего
Подставляя полученные выражения в последнее уравне ние системы (3.22), можно получить
c d i t / 2 Z 2 = — р ^ г д е з ,
или
| a i / i z 2 = — p # 3 Z / „ | (3.25) | 
или
a2iy2 =—|5z3 i/4. (3.26)
Так как координаты третьей и четвертой точек креп ления амортизаторов известны и удовлетворяют соот ношению (3.23), а также известна координата z2, то из выражения (3.25) можно найти
Далее, задаваясь значением Х\, определяют
Уг——#iAi, Zi — —K1Z2
и из выражений (3.24) — величины Pi, Р2, Рз, Рк-
68
Считая известными величины U, I2, Уь zk, z2, можНб определить
| УЗ = — ^204, 23 = — %2.Zk, Z^—KtZi, | (3.27) | 
Из выражений (3.24) определяют нагрузки Л , />2,
Ра, Р',
Соотношения (3.23) показывают, что в плоскостях x=a, х=—Ь отрезки, соединяющие амортизаторы, кото рые расположены в точках 1 и 2, 3 а 4, пересекают ось X (рис. 3.7).
Рис. 3.7. Схема расположения четырех амортизато ров в двух вертикальных плоскостях.
| П р и м е р 3.4. | Требуется | спроектировать | пространственную си | 
| стему, состоящую | из четырех | амортизаторов | (рис. 3.7), так, чтобы | 
она удовлетворяла условиям рационального монтажа, а также опре делить статические нагрузки на амортизаторы. Заданными являются следующие координаты расположения амортизаторов:
Ж | = * 2 = 1 0 , XS = Xi— —15,
1/4=8, z4 =—12, z2 =—7 см.
Принимаем отношения Xi = l,2; Лг=1,6.
Из формул (3.27) определяем координаты:
Уз = — 1,6-8 = — 12,8, z: ••—1,6-1,2=19,2, z, = —1,2-7 = 8,4 см,
| Ух =- | Ю-12,8-12 | 14,6, уг-. | 14,6 | = 12,2 см. | 
| 15-7 | 
 | 1.2 | 
 | 
69
