ВДОСКОНАЛЕННЯ ДИНАМІЧНИХ МОДЕЛЕЙ СТРИЖНЕВИХ СИСТЕМ

Анотація

Автором розглядається можливість застосування методів зниження розмірності динамічних моделей стосовно стрижневих систем з багатьма ступенями свободи. Об’єктом дослідження є ґратчасті башти. Слід зазначити, що конструкції ґратчастих башт і оглядових майданчиків дуже чутливі до динамічних навантажень. Такі впливи можуть бути викликані не тільки дією вітру, льоду, землетрусами, ударами, вибухами, пішоходами, а й механічними відмовами деяких несучих елементів. Коливання, які збуджуються цими впливами, охоплюють широкий спектр частот. У сучасному аналізі динамічної поведінки механічних систем особлива увага направлена на розвиток складних комп'ютерних моделей. Однак зіставлення результатів чисельного моделювання і даних натурних експериментів не завжди показує їхній задовільний збіг. Тому застосування дискретних моделей має ряд обмежень. Досліджуване спорудження включає в себе велику кількість різних підсистем і елементів: внутрішнє і зовнішнє ядра жорсткості, оглядові майданчики, сходи і огороджувальні конструкції. Елементи несучих конструкцій ґратчастої башти були виготовлені зі сталі, а елементи ходових площадок та огорож – з деревини. Внаслідок цього динамічна модель об'єкта містила понад тисячу параметрів, частина з яких відома з певною часткою ймовірності. При побудові динамічної моделі була виконана дискретизація вихідної системи і отримана система рівнянь методу скінченних елементів. Основне завдання дослідження полягає в редукції моделі і виявленні невеликої кількості змінних, що визначають динаміку системи., Тобто пошуку енергетичного «ядра» системи. У статті представлені результати натурних досліджень і чисельного моделювання динамічної поведінки ґратчастої оглядової вежі. Шляхом поділу на незалежні підструктури виконано зниження розмірності вихідної динамічної моделі. З метою верифікації отриманих моделей меншої розмірності виконано зіставлення результатів моделювання методом кінцевих елементів і даних натурного експерименту.