Naslov (srp)

Синтеза виброударних система

Autor

Гарић, Љубиша

Doprinosi

Раичевић, Владимир

Opis (eng)

The subject of this doctoral dissertation are analysis and synthesis of the straight-line vibro-impact systems. Vibro-impact systems with a periodic motion are researched, whereby it is assumed that the oscillation period is equal or proportional to the period of the external coercive force. In analysis of the vibro-impact system motion the motion equation is known, as well as the external force, whereby the existence of various vibro-impact regimes is explored, while a single time interval of the system motion between two consecutive impacts is observed. After performed analysis, the synthesis is researched, whereby the motion equation is known and it is necessary to determine the external force (control) which defines and determines minimal motion time (optimal time), optimal control and optimal trajectory. The item of this doctoral dissertation is actual, because vibro-impact systems are used at almost all industrial areas. For making the progress of technological processes, it is needed to ensure conditions which real regimes of the machines working, lead to the optimal working regimes. The variety of vibro-impact systems, as well as the variety of computational methods, require the solution of problems regarding to vibro-impact systems analysis and synthesis, in order to get aplicable results. Vibro-impact regimes are working basis of a large number of machines, which are used in industry, such as: machines for driving and pulling piles, soil compaction, for cutting and drilling, crushing and grinding materials, concrete compression etc. For the research of the production development in industry, the main aim is to investigate the efficiency of existing technics, or of new technics which need to replace the existing technics. In order to improve existing vibro-impact systems, as well as for modelling and construction of new vibro-impact systems, it is needed to perform their analysis, as well as their optimal dynamic synthesis. Based on obtained results, it is necessary to solve the problem of the system efficiency, which means whether to improve the existing system, or to construct the new system. In this doctoral dissertation the dynamics of the straight-line, single-mass and multimass vibro-impact systems, along with the requirement for the realisation of the optimal periodic vibro-impact regime, is researched. In this aim, the original methodology for analysis and optimal dynamic synthesis of the system with periodic vibro-impact regime is developed and presented. This methodology is presented and illustrated with seven examples i.e. models, in order to get importance and become an aplicable algorithm. Thereby, it is need to emphasize the following: models which are the abstraction of the real vibro-impact systems are researched; it is adopted that the system is linear in time intervals between two consecutive impacts; for solving the problem of optimal control it is used Pontrjagin's principle of maximum; new informatic technologies are used (mathemetical softwares: Mathcad 14, Wolfram Mthematica 7 and Mathlab R2007) for the computation and graphicall visuelization of the vibro-impact system dynamics. In this doctoral dissertations are presented the following results: 1) results of the research performed in analysis of the vibro-impact system dynamic, as well as results of the performed optimal dynamic synthesis for three basic theoretical models, which from, two are with damping and one degree of freedom, while one is without damping and with two degrees of freedom; 2) results of the researched optimization of the work for movable part of the vibro-hummer Daedong; 3) results of the performed optimal dynamic synthesis for more complex models, obtained by connecting basic one-mass models, whereby the optimal periodic vibro-impact regime is realized in these systems. Based on the results obtained in the research, presented in this doctoral dissertation, the investigation can be continued in couple directions. The first direction is related to the use presented methodology on more complex systems, with more degrees of freedom. The second direction is related to the use of some other method from the theory of the optimal control of vibro-impact systems. The third direction is related to the investigation of the optimal dinamic synthesis of vibro-impact systems with trajectories which are not the straight-line, etc.

Opis (srp)

Предмет ове докторске дисертације су анализа и синтеза праволинијских виброударних система. Истражени су виброударни системи са периодичним кретањем, где је усвојено да је период осциловања једнак или сразмеран периоду спољашње принудне силе. При анализи кретања виброударног система позната је једначина кретања, као и принудна сила, при томе се истражује постојање различитих виброударних режима, када се посматра један временски интервал кретања између два узастопна удара. Након извршене анализе, истражује се синтеза, при чему је позната једначина кретања и треба одредити принудну силу (управљање), тако да се одреди и дефинише минимално време кретања (оптимално време), оптимално управљање и оптимална путања. Тема ове докторске дисертације је актуелна, јер се виброударни системи користе у скоро свим областима индустрије. За напредовање технолошких процеса, треба обезбедити услове, који реалне режиме рада машина доводе до оптималних режима рада. Разноврсност виброударних система, као и разноврсност рачунарских метода захтева решавање проблема анализе и синтезе виброударних система, како би добили резултате који се могу применити. Виброударни режими чине основу рада великог броја машина које се користе у индустрији, као што су: машине за забијање и извлачење шипова, набијање земљишта, за бушење и сечење, дробљење и млевење материјала, набијање бетона, итд. Када се истражује развој производње у индустрији, главни задатак је истражити ефикасност постојеће технике или нове технике која треба да замени постојећу технику. За усавршавање постојећих виброударних система, као и за моделирање и конструисање нових виброударних система, потребно је истражити анализу и оптималну динамичку синтезу ових система. На основу добијених резултата треба да се реши задатак о ефикасности система, тј. да ли треба да се усаврши постојећи систем или да се конструише нови систем. У овој докторској дисертацији истражена је динамика праволинијских једномасених и вишемасених виброударних система, уз захтев да се у систему реализује оптимални периодични виброударни режим. У том циљу, развијена је и приказана оригинална методологија за анализу и оптималну динамичку синтезу система са периодичним виброударним режимом. Ова методологија је приказана и илустрована на седам примера, тј. модела, како би добила на значају и постала алгоритам, који се може применити. При томе, треба нагласити следеће: истражени су модели који представљају апстракцију реалних виброударних система; усвојено је да је систем линеаран у временским интервалима између два узастопна удара; за решавање проблема оптималног управљања користи се Понтрјагинов принцип максимума; користе се нове информационе технологије (математички софтвери: Маtchad 14, Wolfram Matematika7 и Маtlab R2007) за прорачун и графичку визуелизацију динамике виброударних система. У овој докторској дисертацији приказани су следећи резултати: 1) резултати истраживања изведених у анализи динамике виброударних система, као и резултати изведене оптималне динамичке синтезе за три основна теоријска модела, од којих су два са пригушењем и једним степеном слободе, док је један без пригушења и са два степена слободе; 2) резултати истражене оптимизације рада за покретни део виброчекића Daedong; 3) резултати изведене оптималне динамичке синтезе за сложеније моделе, који су добијени спајањем основних једномасених модела, при чему се у овим системима реализује оптимални периодични виброударни режим. На основу резултата који су добијени истраживањем и представљени у овој докторској дисертацији, истраживање се може наставити у неколико праваца. Први правац односи се на примену приказане методологије на сложеније системе, са више степена слободе. Други правац односи се на примену неке друге методе из теорије оптималног управљања виброударним системима. Трећи правац односи се на истраживање оптималне динамичке синтезе виброударних система са путањама које нису праволинијске, итд.

Jezik

srpski

Datum

2018

Licenca

Ovo delo je licencirano pod uslovima licence
Creative Commons CC BY-NC-ND 2.0 AT - Creative Commons Autorstvo - Nekomercijalno - Bez prerada 2.0 Austria License.

http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.0/at/legalcode