Саушев Александр Васильевич — доктор технических наук, профессор
198035, Санкт-Петербург, ул. Двинская, 5/7
Saushev, Alexander V. — Dr. of Technical Sciences, Professor
5/7 Dvinskaya Str., St. Petersburg, 198035
Гаврилов Владимир Васильевич — доктор технических наук, профессор
198035, Санкт-Петербург, ул. Двинская, 5/7
Gavrilov, Vladimir V. — Grand PhD in Technical Sciences, Professor
5/7 Dvinskaya Str., St. Petersburg, 198035
Ерофеев Валентин Леонидович — доктор технических наук, профессор
198035, г. Санкт-Петербург, ул. Двинская, 5/7
Erofeev, Valentin L. — Grand PhD in Technical Sciences, Professor
5/7 Dvinskaya Str., St. Petersburg, 198035
Темой исследования является рассмотрение возможности использования методов анализа электрических цепей применительно к судовым механическим системам. Показано, что судовые механические системы являются важнейшими элементами судовых энергетических установок и электроприводов. Отмечается, что судовые механические системы характеризуются большим разнообразием и сложностью построения, обусловленной наличием упругих связей и демпфированием колебаний. Продемонстрировано, что расчетные схемы механических систем могут быть представлены в виде цепных операторных схем, которые аналогичны по своей структуре электрическим цепям и состоят из механических сопротивлений и проводимостей. Получены уравнения, описывающие динамику механических систем в терминах механических сопротивлений и проводимостей. Показано, что роль токов в таких цепных схемах играют угловые скорости вращающихся масс, а роль напряжений играют моменты в упругих связях. Установлено, что представление механических систем в виде цепных механических схем позволяет для их математического описания использовать известные из теории электрических цепей методы расчета. Получены контурные и узловые уравнения механических систем, которые рассмотрены на примере трехмассовой механической системы. Рассмотрена возможность применения метода эквивалентного генератора для получения формульных зависимостей применительно к одной произвольной вращающейся массе и упругой связи. Рассмотрены примеры применения этого метода для двухмассовой и трехмассовой механических систем. Отмечается, что двухмассовая механическая система является широко распространенной моделью при исследовании динамики механических систем. Получены различные формы математических моделей двухмассовой механической системы, которые находят широкое практическое применение. Рассмотрен анализ двухмассовой механической системы частотным методом на основе полученного математического описания.
The study examines the possibility of applying electrical circuit analysis methods to the mathematical description of marine mechanical systems. It is shown that marine mechanical systems constitute key components of marine power plants and electric drive systems and are characterized by significant structural diversity and complexity due to the presence of elastic bonds and vibration damping. It is demonstrated that the computational schemes of mechanical systems can be represented in the form of chain operator circuits that are structurally analogous to electrical circuits and consist of mechanical impedances and admittances. Equations describing the dynamics of mechanical systems in terms of these impedances and admittances are derived. In such circuit representations, angular velocities of rotating masses play the role of currents, while torques acting in elastic bonds correspond to voltages. It is established that representing mechanical systems as chain mechanical circuits enables the use of calculation methods well known from electrical circuit theory for their mathematical description. Loop and nodal equations of mechanical systems are obtained and analyzed using the example of a three-mass mechanical system. The possibility of applying the equivalent generator method to derive analytical relationships for an arbitrary rotating mass and an elastic bond is considered. Examples of the application of this method to two-mass and three-mass mechanical systems are presented. It is noted that the twomass mechanical system is a widely used model in the analysis of mechanical system dynamics, and various forms of its mathematical representation that are of practical importance are obtained. The frequency-domain analysis of a twomass mechanical system based on the derived mathematical description is also discussed.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.