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 с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».