Паймушин В.Н., Фирсов В.А., Газизуллин Р.К., Шишкин В.М. Аэродинамическая составляющая демпфирования консольно закрепленных тест-образцов при колебаниях вблизи жесткого экрана // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. -2018Механика. - . -№ 2. -С. 62-71. DOI: 10.15593/perm.mech/2018 Paimushin V.N., Firsov V.A., Gazizullin R.K., Shishkin V.M. The aerodynamic component of the damping of cantilevered test specimens oscillating near a rigid shield. PNRPU Mechanics Bulletin, 2018, no. 2, pp. 62-71. DOI: 10.15593 Разработана численная методика обработки опытной виброграммы затухающих изгибных колебаний тест-образцов для определения экспериментальной низшей частоты и амплитудной зависимости логарифмического декремента колебаний (ЛДК), определяющего демпфирующие свойства тест-образца. Для определения ЛДК используется экспериментальная огибающая зату-хающих изгибных колебаний свободного конца тест-образца с аппроксимацией ее суммой двух экспонент с четырьмя независимыми параметрами. Они определяются прямым поиском миниму-ма целевой функции, зависящей от указанных параметров. Проведены численные эксперименты, показывающие достоверность и достаточную точность разработанной методики. Показано, что для надежного определения экспериментальной аэродинамической составляющей демпфирова-ния тест-образца необходимо, чтобы его материал имел стабильные и низкие демпфирующие свойства. Таким требованиям в полной мере удовлетворяет дюралюминий. Определены экспе-риментальные амплитудные зависимости ЛДК серии изготовленных из него тест-образцов, рас-положенных на различных расстояниях от абсолютно жесткого экрана. На их основе предложен теоретико-экспериментальный метод определения аэродинамической составляющей демпфиро-вания путем модификации структурной формулы, полученной ранее для определения аэродина-мической составляющей демпфирования тонкой прямоугольной в плане удлиненной пластины (тест-образца) при отсутствии экрана. В нее введены три дополнительных параметра, опреде-ляемые из условия минимума целевой функции, представляющей квадратичную невязку между расчетными и экспериментальными значениями аэродинамической составляющей демпфирова-ния тест-образца при нескольких значениях длины его рабочей части и расстояния до жесткого экрана. Для поиска минимума целевой функции используется метод Хука-Дживса, не требующий вычисления ее градиента в текущей точке пространства искомых параметров. Построены поли-номиальные зависимости найденных параметров от безразмерной низшей частоты колебаний тест-образца и относительного расстояния до жесткого экрана. Проведены численные экспери-менты, подтверждающие достоверность разработанного метода.
© ПНИПУ
Ключевые слова:тест-образец, затухающие изгибные колебания, эксперимент, аэродинамическое демпфирование, логарифмический декремент колебаний, целевая функция, прямой поиск.
Паймушин Виталий