Анотація до роботи:

Клітной В.В. Активне гасіння вібрацій в пластинчастих елементах конструкцій із ортотропного матеріалу. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.02.09 – динаміка та міцність машин. – Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Харків, 2009.

В ході роботи над дисертацією була побудована теорія і розроблена методика активного гасіння коливань в ортотропних пластинах на основі адаптивних схем, побудованих на базі плівкових п’єзоелектричних сенсорів і актуаторів.

Здійснено математичне моделювання дії п’єзоелектричного актуатора на ортотропну пластину, на основі заміни її механічними моментами, діючими на гранях елементу.

Ідея доцільності застосування адаптивних систем активного гасіння вібрацій, побудованих на базі плівкових п’єзоелектричних елементів, підтверджена результатами розрахунків для реальної конструкції друкарського вузла бортової апаратури.

Експериментальні схеми активного гасіння вібрацій, побудовані на базі плівкових п’єзокерамічних елементів, підтвердили їх ефективність при використанні для гасіння коливань в прямокутних пластинах, виконаних з композитного матеріалу, який характеризується ортотропними властивостями.

Дисертаційна робота присвячена вирішенню науково-практичної задачі зменшення динамічних вібрацій пластинчастих елементів конструкцій за рахунок активної взаємодії п’єзоелектричних компонентів з ортотропною структурою. Основні наукові та практичні результати дисертаційної роботи містять наступне:

Створено математичну модель, що описує реакцію ортотропної пластини на дію п’єзоелектричних плівкових актуаторів, яка може бути застосована для аналізу поведінки пластини з п’єзокерамікою і подальших досліджень в області активного контролю вібрацій.

Побудована теорія і розроблена методика активного гасіння коливань в ортотропних пластинах з використанням адаптивних схем, побудованих на базі плівкових п’єзоелектричних сенсорів і актуаторів. В процесі теоретичних доробок отримані залежності для обчислення сигналу п’єзоелектричного сенсору, представлена одна з найбільш затребуваних схем активного гасіння вібрацій. Використаний в роботі загальний підхід може бути застосований до розробки теорій для більш складних задач. Наприклад, для випадку анізотропних або композитних пластин складної форми, побудови активних схем оптимального управління.

Запропоновано математичне моделювання дії п’єзоелектричного актуатора на ортотропну пластину механічними моментами, котрі діють на гранях елементу. При проведенні чисельних перевірок трьох різних запропонованих варіантів такого моделювання, встановлена максимальна відносна різниця контрольних результатів до 8,9%, що свідчить про достовірність такої заміни.

Проведено чисельне дослідження варіанту активного гасіння вимушених гармонійних коливань, а також коливань, викликаних ударним навантаженням в конкретному друкованому вузлі бортової апаратури літального апарату. Встановлено істотне зниження амплітуд коливань до 70%.

В ході теоретико-експериментальних досліджень побудована ефек-тивна схема активного гасіння вібрацій, виконана на базі плівкових п’єзокерамічних елементів. Були отримані результати гасіння амплітуд коливань пластини з максимальним зниженням їх на 41%.

Результати роботи впроваджені в проектно-конструкторські роботи СП ЗАО «ХЄМЗ – IPEC», по розробці і впровадженню випробувального обладнання відцентрованих насосів. У НДІ ПФМ ХАІ результати роботи використовувалися при проектуванні крила безпілотного літального апарата.

Публікації автора:

1. Клитной В.В. Исследование напряженно деформируемого состояния тонких пластин в физической схеме активного гашения вибраций при помощи пьезоэлектриков / В.В. Клитной, Г.И. Львов // Вісник Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут». – Харків: НТУ «ХПІ», 2004. № 19, – С. 103-110.

Здобувач побудував математичну модель, що описує реакцію ортотропной пластини на дію п’єзоелектричних плівкових актуаторів.

2. Клитной В.В. Теоретические и экспериментальные исследования работы пьезоэлектрических сенсоров в статическом режиме / В.В. Клитной // Вісник Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут». – Харків: НТУ «ХПІ», 2005. № 21, – С. 35-40.

3. Клитной В.В. Теоретические и экспериментальные исследования работы пьезоэлектрических актуаторов в статическом режиме / В.В. Клитной // Вісник Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут». – Харків: НТУ «ХПІ», 2005. № 39, – С. 99-106.

4. Клитной В.В. Численное исследование напряженно-деформируемого состояния балки нагруженной пьезоэлектрическим актуатором / В.В. Клитной // Вісник Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут». – Харків: НТУ «ХПІ», 2006. – № 10. – С. 92-97.

5. Клитной В.В. Исследования динамики ортотропных пластин с пьезоэлектрическими актуаторами / В.В. Клитной // Вісник Східноукраїнського Національного Університету ім. В. Даля. – Луганськ, 2007. – № 3(109), Ч2. – С. 75-79.

6. Клитной В.В. Численные исследования управления колебаний печатного узла бортовой аппаратуры / В.В. Клитной // Вісник Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут». – Харків: НТУ «ХПІ», 2007. – № 37. – С. 56 – 63.

7. Клитной В.В. Исследование вибрационных свойств бортовых плат летательных аппаратов / В.В. Клитной // Вісник Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут». – Харків: НТУ «ХПІ», 2008. – № 31. – С. 77 – 83.

8. Михеев С.И. Теоретические и экспериментальные исследования композитных пластин с пьезоэлектрическими актуаторами / С.И. Михеев, В.Ф. Горбач, В.В. Клитной, Ю.М. Тарасов // Труды 4-й международной конференции «Теория и практика технологий производства изделий из композиционных материалов и новых металлических сплавов». – М.: «Знание» , 2006. – С. 178-184.

Здобувач провів аналіз результатів експериментальних досліджень активного гасіння вібрацій в прямокутній ортотропній пластині.