|
МЕХАНИКА
Об эволюции кососимметричных изгибных колебаний круглой пластинки при ее вращении вокруг оси, расположенной в плоскости пластинки
Н. Ф. Морозовa, А. В. Лукинb, И. А. Поповc a Санкт-Петербургский государственный университет, Российская Федерация, 199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., 7-9
b Институт проблем машиноведения Российской академии наук, Российская Федерация, 199178, Санкт-Петербург, Большой пр. В. О., 61
c Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Российская Федерация, 195251, Санкт-Петербург, ул. Политехническая, 29
Аннотация:
В настоящей работе выполняется построение и исследование модели связанных плоско-поперечных колебаний круглой тонкой пластинки с концентричным отверстиемпри действии кориолисовых и центробежных сил инерции, вызванных вращение мсистемы вокруг оси, расположенной в плоскости пластинки. Уравнения колебаний в частных производных получены с применением вариационного принципа Гамильтона - Остроградского. В предположении малости угловой скорости вращения по отношению к частоте рабочей кососимметричной изгибной формы колебаний пластинки найдено приближенное аналитическое решение как для радиальной и окружной, так и для поперечной компонент поля перемещений в режиме свободных колебаний. С помощью проекционного метода Галеркина задача была сведена к системе двух линейных дифференциальных уравнений второго порядка для модальных координат взаимно ортогональных базисных кососимметричных форм колебаний пластинки. Обнаружено, что режимначально возбужденных гармонических колебаний при наличии вращения преобразуется в режим амплитудно-модулированных биений. Найдены аналитические выражения как для частоты медленной огибающей биений, так и для относительной глубины их амплитудной модуляции. Показана принципиальная возможность определения модуля проекции вектора угловой скорости на плоскость пластинки по измеряемой величине частоты огибающей. Исследована задача о выборе оптимальной геометрической формы резонатора с точки зрения максимизации чувствительности системы к изменениям величины угловой скорости вращения. Рассмотрен вопрос об определении направления проекции вектора угловой скорости на плоскость пластинки по измеряемой глубине амплитудной модуляции режима биений.
Ключевые слова:
микромеханический гироскоп, твердотельный волновой гироскоп, многоосевой МЭМС гироскоп, инерциальная навигация, параметрические колебания.
Поступила в редакцию: 01.02.2023 Исправленный вариант: 07.10.2023 Принята в печать: 09.11.2023
Образец цитирования:
Н. Ф. Морозов, А. В. Лукин, И. А. Попов, “Об эволюции кососимметричных изгибных колебаний круглой пластинки при ее вращении вокруг оси, расположенной в плоскости пластинки”, Вестник Санкт-Петербургского университета. Математика. Механика. Астрономия, 11:2 (2024), 354–370
Образцы ссылок на эту страницу:
https://www.mathnet.ru/rus/vspua302 https://www.mathnet.ru/rus/vspua/v11/i2/p354
|
|