![](/user_photo/_userpic.png)
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