Системный подход к анализу динамики подъемно-мачтовых устройств

А.А. Васин (Тула)

Подъемно-мачтовые устройства (ПМУ) широко применяются в технических системах самого разного назначения: мобильные ремонтные базы, краны, подъемники и т.д. Одной из важнейших таких областей являются комплексы радиолокации, которые отличаются способностью одинаково успешно выполнять поставленные задачи в различных погодно-климатических условиях, а также в условиях повышенной запыленности и задымленности местности. Последнее в значительной мере определяет приоритеты использования систем радиолокации в оборонных целях, что существенно повышает требования к их техническим параметрам и возможностям.

Исходя из предназначения таких комплексов, максимальная дальность на которой обеспечивает приемлемо точное снятие координат объекта, является важной тактико-технической характеристикой. Конструктивно проблема увеличения дальности работы радиолокационного комплекса часто решается поднятием на определенную высоту приемо-передающей системы. С этой целью разрабатываются ПМУ самых различных конструкций и кинематических схем, представляющие собой, как правило, систему стержней, соединенных между собой неидеальными шарнирами с ограничением хода. Часть стержней выполняет функцию системы силовых устройств (гидроприводы) и имеют нелинейные упругие характеристики.

Исходя из особенностей эксплуатирования ПМУ, можно сказать, что они подвергаются воздействию ветровых нагрузок, которые принято разделять на статическую, обусловленную средней скоростью ветра, и динамическую составляющую, обусловленную турбулентностью атмосферы и стохастической интенсивностью пульсации скорости ветра. Кроме того, не стоит исключать из рассмотрения вибрационные нагрузки со стороны работающих силовых генераторов, в качестве которых, как правило, используется двигатель шасси. Имея дело с ПМУ как со сложным объектом неоднородной структуры, мы приходим к необходимости проведения довольно сложного анализа, но в связи с тем, что он имеет существенно дифференцированное строение и образован множеством объектов механики одного класса – стержнями, можно говорить о преимуществах системного подхода к моделированию подобных конструкций.

В докладе формулируется оригинальная суперэлементная модель подъемно-мачтовых устройств как системы стержней с неидеальными связями, разбираются все этапы построения модели и расчета, а также возможности ее применения для анализа кинематики ПМУ.