Резонансные вибрационные поля в машинных агрегатах и вибропроводящих средах

Возникновение и распространение вибрационных полей в современных мехатронных системах и других технических объектах, находящихся под действием разнообразных возбуждающих факторов, происходит повсеместно. Различные способы моделирования, теоретическое и экспериментальное изучение свойств виброполей приводят к необходимости решения многих частных проблем и выявлению общих свойств и схожих явлений в различных вибрационных и виброударных системах различающихся структур и размерностей. Особый интерес представляют резонансные и квазирезонансные виброполя, поскольку их появление сопряжено, в частности, с возникновением колебаний с большими амплитудами, появляющихся в результате воздействия относительно малых периодических, почти периодических или случайных возбуждающих факторов. Основной научной проблемой, изучению и рассмотрению которой посвящен данный Проект, является разработка и развитие методов моделирования и анализа вибрационных полей в различных технических объектах, функционирующих в условиях действия возбуждающих факторов различной природы. На этой основе должны быть выявлены и описаны новые динамические явления в механизмах и машинах, описаны закономерности, установлены малоизученные ранее динамические эффекты и явления, связанные с локальными и нелокальными свойствами резонансных (квазирезонансных) вибрационных полей, возникающих, распространяющихся и существующих в различных динамических системах и средах. Актуальность этой проблемы определяется существованием значительного количества достаточно слабо изученных динамических явлений, имеющих место в условиях действия разнообразных виброполей, которые генерируются в механизмах, машинных агрегатах, и других технических объектах, распространяются в них и оказываются результатом многократных взаимодействий. Системы, в которых так или иначе существуют и распространяются вибрационные поля, используются практически во всех отраслях современного машиностроения, что определяет необходимость выявления и описания механики формирования этих полей, как результата совместного действия большого числа локальных факторов. Формулирование основных положений теории подобных явлений и сопровождающих их процессов позволит, в частности, получить новые методики разработки и проектирования эффективных энерго- и ресурсосберегающих машин и систем машин, мехатронных вибротехнологических производственных комплексов, работающих, с целью дальнейшей интенсификации промышленного производства. Кроме того, знание такой теории позволит построить эффективные системы виброзащиты в различных типах роботизированных производств и на транспорте. Специальное внимание в Проекте уделяется новым методам изучения широкополосных виброударных резонансных процессов и порождённым ими виброполям, как определяющим многие наиболее эффективные вибротехнологии, так и при определённых условиях, способствующих выводу технических объектов из строя. Сказанное определяет актуальность и научную новизну Проекта. В рамках общей научной проблемы будут проработаны следующие новые тематические задачи: 1. Моделирование, разработка инженерных методов исследования и проведение аналитического, численного и численно-аналитического анализа глобальных и локальных свойств вибрационных полей в виброприёмниках и пространственно-протяженных одномерных и многомерных машинных конструкциях. Измерения характеристик виброполей и прогнозирование их свойств. 2. Распространение вибрационных полей. Теория вибропроводящих сред (виброводов). Ультразвуковые вибрационные поля и виброреологические свойства конструкционных материалов. Прикладная теория волноводов для ультразвуковых технологических машин. 3. Динамические процессы и виброполя в автоматических коробках передач транспортных средств. Математическое и численное моделирование зацикливания переключения передач в автоматических трансмиссиях, вызванное ударным характером процесса переключения передач. 4. Вибропроводящие одномерные и многомерные среды простой и сложной структуры. Обобщенные ударные элементы. Исследование обобщенной модели акустического метаматериала "масса-в-массе". Изучение его волновых и диссипативных свойств. 5. Эксперименты с виброполями в решетчатых и протяженных конструкциях с большим числом степеней свободы и ударных пар. Описание нелинейных динамических эффектов. За время выполнения Проекта будет опубликовано не менее 12 статей в изданиях, индексируемых в базах данных Web of Science и Scopus, написано не менее одной научной монографии.