Modeling and Analysis of a Multidimensional Planar Monoreactive Oscillator

Authors

  • I. P. Popov Kurgan State University
  • N. M. Filkin Kalashnikov ISTU
  • V. V. Kharin CJSC “Kurganstalmost”
  • A. A. Mityunin LLC “Mostproekt”

DOI:

https://doi.org/10.22213/2413-1172-2023-3-33-40

Keywords:

frequency, monoreactive system, free oscillations, oscillating weight, polygon

Abstract

The work belongs to the field of mechanical engineering, namely: to oscillating mechanical systems. The relevance of the study is determined by the fact that fluctuations of inertial masses are found everywhere. In the field of construction and use of aviation and rocket technology, this topic is of particular importance. Like a three-dimensional plane coordinate system in the coordinate plane Z, a multidimensional system with n axes shifted relative to each other by angles can be considered. There is an arbitrary vector emanating from the origin. It is proved that the points which are the coordinates of the end of the vector in the coordinate system are the vertices of a regular polygon. The shape and dimensions of the polygon are not related to the coordinates of the vector i.e. are unchanged. The center of a regular polygon in all cases coincides with the middle of the vector. In the considered (idealized) case, the polygon, at the vertices of which there are oscillating weights of masses m, lies in the Z plane multi-piston mechanism. In the considered multidimensional plane monoreactive oscillator, free harmonic linear oscillations of loads can occur. In this case, only kinetic energy is involved in the energy exchange. There is no need for elastic elements. The oscillator does not have a fixed natural oscillation frequency. The frequency depends on the initial speeds and positions of the weights. A regular polygon makes a double rotation - around the point 0 and around the point r. At the same time, the loads carry out linear harmonic oscillations with amplitude R. The use of a crank-slider or crank-and-rod mechanism will allow organizing the parallel movement of goods.

Author Biographies

I. P. Popov, Kurgan State University

PhD in Engineering

N. M. Filkin, Kalashnikov ISTU

DSc in Engineering, Professor

V. V. Kharin, CJSC “Kurganstalmost”

PhD in Engineering

A. A. Mityunin, LLC “Mostproekt”

PhD in Engineering

References

Махсудов М. Т. Расширение возможностей обеспечения системы управления и защиты асинхронных двигателей электрическим сигналом // Бюллетень науки и практики. 2023. Т, 9. № 6. С. 492-497. DOI: 10.33619/2414-2948/91/59

Раков И. В. Генетический алгоритм в задаче оценивания параметров асинхронного двигателя с короткозамкнутой обмоткой ротора на основе баланса мгновенной полной потребляемой мощности // Актуальные вопросы энергетики. 2023. Т. 5, № 1. С. 45-52. DOI: 10.25206/2686-6935-2023-5-1-45-52

Коровин А. В., Александров И. В. Координатные преобразования трехфазных переменных с использованием кватернионов // Вестник Чувашского университета. 2022. № 1. С. 65-72. DOI: 10.47026/1810-1909-2022-1-65-72

Павлов В. Д. Решение задачи трогания многозвенного транспортного средства методами теоретической механики // Вестник Новороссийского филиала Белгородского государственного технологического университета им. В. Г. Шухова. Серия: механика и математика. 2022. Т. 2, № 4 (8). С. 4-14. DOI: 10.51639/2713-0657_2022_2_4_4

Ахтямов А. В. Применение методов теоретической механики для расчета механизма прессования // Современные проблемы теории машин. 2019. № 7. С. 49-52. DOI: 10.26160/2307-342X-2019-7-49-52

Назарова О. Н. Анализ некоторых задач курса теоретической механики, решаемых методами начертательной геометрии // Геометрия и графика. 2019. Т. 7, № 4. С. 76-83. DOI: 10.12737/2308-4898-2020-76-83

Свалов А. М. Влияние компактного включения на собственные частоты колебаний колонны труб в скважине // Научные труды НИПИ Нефтегаз ГНКАР. 2021. № 1. С. 73-77. DOI: 10.5510/OGP20210100482

Азаров А. А., Гуськов А. М., Пановко Г. Я. Динамика гибкого ротора с диском при точечном контакте с дискретными вязкоупругими ограничителями колебаний // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2023. № 1. С. 26-37. DOI: 10.31857/S0235711923010029

Манохина А. А., Попков С. В., Самойлов А. О. Влияние гироскопического эффекта на значения частот свободных колебаний амортизированного оборудования // Труды Крыловского государственного научного центра. 2020. № 2 (392). С. 123-130. DOI: 10.24937/2542-2324-2020-2-392-123-130

Соловьева В. В. Оптимизация передаточной функции поршневого компрессора по технологическим критериям // Политехнический молодежный журнал. 2019. № 4 (33). С. 8. DOI: 10.18698/2541-8009-2019-4-468

Абызов О. В., Галышев Ю. В., Иванов А. К. Экспериментальное исследование двухфазного теплообмена в модели канала охлаждения головки цилиндра поршневого двигателя // Вестник Московского государственного технического университета им. Н. Э. Баумана. Серия Машиностроение. 2020. № 4 (133). С. 4-15. DOI: 10.18698/0236-3941-2020-4-4-15

Анализ кинематической схемы поршневого w-образного двигателя с прицепными шатунами / А. П. Маслов, Ю. В. Рождественский, Е. А. Задорожная, М. В. Левцов // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Машиностроение. 2023. Т. 23, № 2. С. 17-30. DOI: 10.14529/engin230202

Лекомцев С. В., Матвеенко В. П., Сенин А. Н. Собственные колебания и гидроупругая устойчивость пластины с пьезоэлементом, подключенным к внешней RL-цепи // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. 2023. № 3. С. 97-113. DOI: 10.15593/perm.mech/2023.3.09

Паймушин В. Н., Макаров М. В., Чумакова С. Ф. Вынужденные и параметрические колебания композитной пластины, вызываемые ее резонансными изгибными колебаниями // Известия высших учебных заведений. Математика. 2022. № 10. С. 86-94. DOI: 10.26907/0021-3446-2022-10-86-94

Казинский А. А., Бабакаев Д. В. Влияние материала концентратора ультразвуковых колебаний на величину амплитуды механических колебаний // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. 2022. № 4 (64). С. 17-24. DOI: 10.21685/2072-3059-2022-4-2

Схема осуществления свободных колебаний трехгрузов без упругих связей / И. П. Попов, В. М. Самуйлов, Т. А. Каргапольцева, В. В. Харин // Транспортное, горное и строительное машиностроение: наука и производство. 2023. № 19. С. 18-22. DOI: 10.26160/2658-3305-2023-19-18-22

Попов И. П. Трехмассовый осциллятор // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2023. № 6. C. 276-279. DOI: 10.36652/0202-3350-2023-24-6-276-279

Попов И. П. Монореактивный гармонический осциллятор // Труды МАИ. 2022. № 126. DOI: 10.34759/trd-2022-126-01

Попов И. П. Колебательные системы, состоящие только из инертных или только упругих элементов, и возникновение в них свободных гармонических колебаний // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2013. № 1(21). С. 95-103.

Павлов В. Д. Математическая модель осциллятора произвольной частоты // Вестник машиностроения. 2023. Т. 102, № 4. С. 310-312. DOI: 10.36652/0042-4633-2023-102-4-310-312

Published

11.10.2023

How to Cite

Popov И. П., Filkin Н. М., Kharin В. В., & Mityunin А. А. (2023). Modeling and Analysis of a Multidimensional Planar Monoreactive Oscillator. Vestnik IzhGTU Imeni M.T. Kalashnikova, 26(3), 33–40. https://doi.org/10.22213/2413-1172-2023-3-33-40

Issue

Section

Articles