Идентификация параметров стержня с продольным прямоугольным пазом по двум спектрам собственных частот изгибных колебаний

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Рассмотрена коэффициентная обратная задача определения геометрических параметров продольного прямоугольного паза по собственным частотам изгибных колебаний прямоугольного стержня. Предполагается, что паз проходит не по всей длине, а от определенной точки до правого конца. Для решения задачи стержень с продольным пазом моделируется в виде двух стержней, причем первый не имеет паз, а второй имеет.
В месте соединения используются условия сопряжения, в которых приравниваются величины прогибов, углов поворота, изгибающие моменты и перерезывающие силы. Исследованы закономерности поведения собственных частот изгибных колебаний при изменении длины паза. Предложен метод решения, позволяющий определять искомые параметры по конечному числу собственных значений изгибных колебаний. Показано, что решение однозначно в случае использования частотных спектров относительно взаимно перпендикулярных осей.

Об авторах

Ильнур Мирзович Утяшев

Институт механики им. Р.Р. Мавлютова — обособленное структурное подразделение ФГБНУ УФИЦ РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: utyashevim@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2342-0492
SPIN-код: 7856-5351
Scopus Author ID: 56966700200
ResearcherId: J-1064-2018
https://www.mathnet.ru/person139311

кандидат физико-математических наук; научный сотрудник; лаб. механики твердого тела

Россия, 450054, Уфа, пр. Октября, 71

Альфир Фирдависович Фатхелисламов

Уфимский университет науки и технологий

Email: alfir93@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8494-9592
https://www.mathnet.ru/person203542

старший преподаватель; каф. управления информационной безопасностью

Россия, 450076, Уфа, ул. Заки Валиди, 32

Список литературы

  1. Шакирзянов Р. А., Шакирзянов Ф. Р. Динамика и устойчивость сооружений. Москва: Ай Пи Ар Медиа, 2022. 119 с. DOI: https://doi.org/10.23682/116444.
  2. Акуленко Л. Д., Байдулов В. Г., Георгиевский Д. В., Нестеров С. В. Эволюция собственных частот продольных колебаний стержня при увеличении дефекта поперечного сечения // Изв. РАН. МТТ, 2017. Т. 52, №6. С. 136–144. EDN: ZVFRFB.
  3. Нестеров С. В., Байдулов В. Г. Эволюция собственных частот и форм изгибных колебаний стержня при увеличении дефекта поперечного сечения // Процессы в геосредах, 2018. №4. С. 1174–1179. EDN: YSJIJN.
  4. Нусратуллина Л. Р., Павлов В. П. Поперечные колебания стержня с переменным сечением и вычисление его собственных частот и форм // Информационные технологии. Проблемы и решения, 2019. №3. С. 37–42. EDN: LRPOQR.
  5. Bukenov M., Ibrayev A., Zhussupova D., Azimova D. Numerical solution of a problem on bending oscillation of a rod // Bulletin Karaganda Univ. Math., 2019. no. 2. pp. 32–36. EDN: AJRJBB. DOI: https://doi.org/10.31489/2017M2/32-36.
  6. Акуленко Л. Д., Гавриков А. А., Нестеров С. В. Идентификация дефектов поперечного сечения стержня по собственным частотам и особенностям формы продольных колебаний // Изв. РАН. МТТ, 2019. №6. С. 98–107. EDN: WCPKID. DOI: https://doi.org/10.1134/S0572329919060023.
  7. Попов А. Л., Садовский С. А. О соответствии теоретических моделей продольных колебаний стержня с кольцевыми дефектами экспериментальным данным // Вестн. Сам. гос. техн. ун-та. Сер. Физ.-мат. науки, 2021. Т. 25, №1. С. 97–110. EDN: JXMCLM. DOI: https://doi.org/10.14498/vsgtu1827.
  8. Ахтямов А. М., Саляхова Е. В. Всегда ли наличие полости в стержне меняет собственные частоты? // Техническая акустика, 2011. Т. 11, 7. EDN: ONGQLJ.
  9. Утяшев И. М., Фатхелисламов А. Ф. Идентификация длины продольного надреза стержня по собственным частотам изгибных колебаний // Системы управления и информационные технологии, 2022. Т. 4, №90. С. 19–22. EDN: FJCOQH. DOI: https://doi.org/10.36622/VSTU.2022.90.4.004.
  10. Rice J. R., Levy N. The part-through surface crack in an elastic plate // J. Appl. Mech., 1972. vol. 39, no. 1. pp. 185–194. DOI: https://doi.org/10.1115/1.3422609.
  11. Freund L. B., Herrmann G. Dynamic fracture of a beam or plate in plane bending // J. Appl. Mech., 1976. vol. 43, no. 1. pp. 112–116. DOI: https://doi.org/10.1115/1.3423760.
  12. Narkis Y. Identification of crack location in vibrating simply-supported beames // J. Sound Vibrations, 1994. vol. 172, no. 4. pp. 549–558. DOI: https://doi.org/10.1006/jsvi.1994.1195.
  13. Ахтямов А. М., Ильгамов М. А. Модель изгиба балки с надрезом: прямая и обратная задачи // ПМТФ, 2013. Т. 54, №1. С. 152–162. EDN: UHSXNX.
  14. Ватульян А. О., Осипов А. В. Поперечные колебания балки с локализованными неоднородностями // Вестн. Донск. гос. техн. унив., 2012. Т. 12, №8. С. 34–40. EDN: QADMKN.
  15. Ильгамов М. А., Хакимов А. Г. Диагностика повреждений консольной балки с надрезом // Дефектоскопия, 2009. №6. С. 83–89. EDN: MSRGER.
  16. Ахтямов А. М., Урманчеев С. Ф. Определение параметров твердого тела, прикрепленного к одному из концов балки, по собственным частотам колебаний // Сиб. журн. индустр. матем., 2008. Т. 11, №4. С. 19–24.
  17. Утяшев И. М., Ахтямов А. М. Определение граничных условий закрепления струн по собственным частотам колебаний в среде с переменным несимметричным коэффициентом упругости // ПМТФ, 2018. Т. 54, №4. С. 204–211. EDN: XTUVQT. DOI: https://doi.org/10.15372/PMTF20180423.
  18. Вибрации в технике. Т. 1: Колебания линейных систем / ред. В. В. Болотин. М.: Машиностроение, 1978. 352 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Изображение стержня с продольным пазом

Скачать (52KB)
3. Рис. 2. Зависимость $\lambda_{1}$ от длины паза

Скачать (64KB)
4. Рис. 3. Зависимость $\lambda_{2}$ от длины паза

Скачать (65KB)
5. Рис. 4. Зависимость $\lambda_{3}$ от длины паза

Скачать (65KB)

© Авторский коллектив; Самарский государственный технический университет (составление, дизайн, макет), 2024

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).