Третий закон Ньютона — это не догма. Это расчетная гипотеза

Частотные испытания — важный этап разработки конструкции летательного аппарата. В эксперименте собственную частоту изделия идентифицируется по резонансному пику его амплитудно-частотной характеристики. Разные датчики вибростенда дают различные амплитудно-частотные характеристики. При этом резонансные пики, полученные разными датчиками для одной и той же собственной частоты изделия, расположены со сдвигом по частоте, составляющим примерно 1 Гц. Наличие сдвига затрудняет частотные испытания упругих конструкций с близкими собственными частотами. Для объяснения этого эффекта использован метод частиц. Частица — это материальная точка. Конструкция — совокупность частиц с упругими связями. Каждой частице соответствует своя модель конструкции. Каждая частица «имеет право» на свой собственный резонанс, «живет» в своей собственной параллельной реальности и ассоциирована с датчиком ускорений. Число одновременно рассматриваемых моделей равно числу датчиков. Результаты независимого анализа конкретной модели относятся только к соответствующей частице. При оценке взаимодействия частиц третий закон Ньютона использован не в полном объеме. Силы действия и противодействия по-прежнему приложены к разным частицам, действуют по одной прямой и противоположны по знаку. Но эти силы неодинаковые. Проведено моделирование частотных испытаний упругих систем с двумя и тремя степенями свободы.

Литература

[1] Чурилин С.А. Определение динамических характеристик раскрывающихся ферменных антенн с учетом результатов их частотных испытаний. Решетнёвские чтения-2009. Тр. конф., Красноярск, СибГУ им. М.Ф. Решетнёва, 2009, т. 1, с. 92–93.

[2] Николаев С.М., Воронов С.А., Воронов П.С. Создание программного комплекса для автоматизации экспериментального модального анализа сложных механических конструкций. Прикладная физика и математика, 2015, № 5, с. 44–49.

[3] Зимин В.Н., Колосков И.М., Мешковский В.Е., Таирова Л.П., Чурилин С.А. Экспериментальные исследования элементов космических конструкций. Инженерный журнал: наука и инновации, 2013, № 3(15). URL: http://engjournal.ru/catalog/machin/rocket/617.html.

[4] Бернс В.А., Долгополов А.В., Маринин Д.А. Модальный анализ конструкций по результатам испытаний их составных частей. Доклады Академии Наук Высшей школы Российской Федерации, 2014, № 1(22), с. 34–42.

[5] Бернс В.А., Левин В.Е., Красноруцкий Д.А., Маринин Д.А., Жуков Е.П., Маленкова В.В., Лакиза П.А. Разработка расчетно-экспериментального метода модального анализа крупногабаритных трансформируемых космических конструкций. Космические аппараты и технологии, 2018, т. 2, № 3(25), с. 125–133.

[6] Григорьев Б.В. Анализ результатов частотных испытаний в случае близких собственных частот. Ученые записки ЦАГИ, 1993, т. 24, № 4, с. 124–127.

[7] Дерусова Д.А., Вавилов В.П., Дружинин Н.В., Казакова О.И., Нехорошев В.О., Федоров В.В., Тарасов С.Ю., Шпильной В.Ю., Колубаев В.А. Неразрушающий контроль корпуса cubsat-спутника с использованием лазерной виброметрии. Дефектоскопия, 2019, № 5, с. 57–64, doi: 10.1134/S0130308219050075

[8] Болотов Б.П., Головкин А.Ю., Соломонов Д.Г. Расчетно-экспериментальный модальный анализ пластины из полимерного композиционного материала. Аэрокосмическая техника, высокие технологии и инновации, 2017, т. 1, с. 43–46.

[9] Пономарев И.С., Махнович С.В., Пантилеев А.С. Особенности экспериментального определения частот и форм собственных колебаний цилиндрической оболочки. Научный вестник Новосибирского государственного университета, 2016, № 3(64), с. 44–58, doi: http://dx.doi.org/10.17212/1814-1196-2016-3-44-58

[10] Репин Р.В., Зенков С.Г., Яшкин О.С. Верификация результатов конечно-элементного анализа параметров вибрации оболочки по результатам частотных испытаний. Труды ЦНИИ имени академика А.Н. Крылова, 2013, № 75(359), с. 69–78.

[11] Дмитриев С.Н., Хамидуллин Р.К. Коррекция матрицы демпфирования с использованием экспериментальных значений коэффициентов модального демпфирования. Инженерный журнал: наука и инновации, 2013, вып. 3, с. 1–12. URL: http://engjournal.ru/catalog/machin/rocket/619.html, doi: 10.18698/2308-6033-2013-3-619

[12] Бернс В.А., Жуков Е.П., Маринин Д.А. Построение матрицы демпфирования конструкции по результатам испытаний. Решетнёвские чтения-2015. Тр. конф., Красноярск, СибГУ им. М.Ф. Решетнёва, 2015, т. 1, с. 71–72.

[13] Бернс В.А., Жуков Е.П., Маринин Д.А. Идентификация диссипативных свойств конструкций по результатам экспериментального модального анализа. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2016, № 4(109), с. 4–23, doi: 10.18698/0236-3941-2016-4-4-23

[14] Система управления вибрационными испытаниями SignalStar Vector2. Руководство Пользователя. Начало работы. Корпорация Data Physics, 2025 Gateway Place, Suite 260, San Jose, CA 95110-1015, 60 с.

[15] Arinchev S.V. Simulation of reversed torsion of the AlMg6 aluminium bar using the macro-molecule approach. Proceedings of the XIII International Conference on Computational Plasticity. Fundamentals and Applications. COMPLAS 2015, Polytechnic University of Catalonia (UPC), Barcelona, Spain, 1–3 September 2015, Ebook_Complas_2015, pp. 429–439.

[16] Arinchev S.V. Back from the solid temperature to kinetic energy of its macro-molecules. Proceedings of the IV International Conference on Particle-Based Methods. Fundamentals and Applications. PARTICLES 2015, Polytechnic University of Catalonia (UPC), Barcelona, Spain, 28–30 September 2015, Ebook_Particles_2015, pp. 909–920.

[17] Arinchev S.V. Two-mass gyro-particle as the tool for supersonic aeroelasticity analysis. Proceedings of the VI International Conference on Particle-Based Methods. Fundamentals and Applications. PARTICLES 2019, Polytechnic University of Catalonia (UPC), Barcelona, Spain, 28–30 October 2019, Ebook_Particles_2019, pp. 644–655.

[18] Аринчев С.В. Теория колебаний неконсервативных систем. Москва, Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002, 464 с.