Введение к работе
Актуальность работы. Вибрационные и ударные механизмы найми широкое применение в различных сферах жизнедеятельности, одна из когорт іеофтическаи сейсмическая разведка геологических сред, базирующаяся на возбуждении данными механизмами, в периом случае, колебаний, получивших название опорные сигналы или СВИП-сигналы (днбросейсмнчесмні синусоидальный ешнал с плавно меняющейся во времен» частотой), во втором. отдельных импульсов. Точность определения границ раздела шіисі&н на сейсмическом разрезе зависит от технических характеристик применяемых устройств и от параметров возбуждаемого ими сигнала.
К проектируемым и применяемым а сейсморазведке механизмам предъявляется ряд требований:
-требование к наименьшему весу, определяющего innpui) і сої рафических зон а климатических услошіії применения данного механизма;
- требование к возбуждаемому сигналу, который должен иметь большущ информативность, обеспечивающую при регистрации на виброграмме лучшее выделение на фоне принятых помех;
-требование к сгабнлымеш процесса возбуждения (енпш/ должен обладать неизменностью своПстл при повторных излучениях а разных пунктах)
Вибрационные механизмы имеют ряд преимуществ: хорошую информативность возбуждаемого сигнала и високую стабильность процесса возбуждения колебаний, позволяющую производить, гак называемое, накопление воздействий, то есть, суммировать многократно возбужденный сигнал. В основном возбуждаемый сигнал характеризуется линейно возрастающей частотой и постоянной амплитудой колебаний, но многими ангорами (Шнеереон МБ., Майоров В.В., Гогоненков Г.Н. и др.] отмечается большая перспективность применения сигналов с плавно меняющейся амплитудой, обуславливающей лучшее выделение данного сигнала. Недостатком, ограничивающим применение существующих вибрационных источников, является система прижима опорной плиты, через которую сигнал передается на грунт. Данная система основывается на применении инертной массы прижима, нокояшейся относительно нлиты ка некоторых пружинах н определяющей в современных виброме.чаніпмзх вес всей машины. Чем больше требуемое чеилие на грунт, тем больше массогабаритный показатель всей
4 машины К тому же полезная вибрационная нагрузка порой составляет всего 500/о от усилия пряжима. Данного недостатка лишены ударные механизмы, 8 которых сигнал представляет собой импульс. Но" импульсное формирование опорных сигналов при споем широком распространении характеризуется слабой информативностью, то есть, плохим выделением отдельных импульсоя на виброграмме, на которой кроме полезных импульсов могут быть зафиксированы воздействия от посторонних устройств, вырабатывающих подобные импульсы, и постоянным уплотнением грунта на точке возбуждений, что приводит к плохой стабильности процесса возбуждения.
Таким образом, перспективно создал, механизм малого веса и с высокой стабильностью процесса возбуждения сигнала, обладающего хорошим выделением на виброграмме.
Диссертационная работа посвяшена исследованию разработанного в I омском политехническом университете гидрообъемиого вибромеханизма, включающего в себя периодически падающий на амортизатор исполнительного вибрационного механизма активный груз, заменяющий динамическим импульсом силы систему прижима, и, тем самым, уменьшая весовой показатель всего устройства. Исполнительный механизм исследуемого вибромехапизма состоит из амортизатора, установленного на промежуточной массе, самой промежуточной массы, расположенной на предварительно поджатых упругих нелинейных оболочках, в которых в момент взаимодействия падающего груза с амортизатором генератором СВИП-снгнала возбуждается опорный сигнал Нелинейная характеристика жесткости оболочек, через которые формируемая нагрузка передается на грунт, позволяет создавать полезные динамические усилия, соизмеримые с усилием прижима опорной плиты к грунту.
Цель работы. На математической и физической моделях исследовать динамику взаимодействия гидрообъемного вибромеханизма с генератором СВИП-сигнала. При этом основное внимание уделить разработке методики расчета и создания для разведочной геофизики нового класса шібромехаїшзмов с активным падающим грузом, формирующим усилие динамического прижима.
Методы исследования. В работе использованы теоретические и экспериментальные методы исследования Теоретические исследования проводились при помощи компьютерного моделирования с использованием составленных дифференциальных уравнений динамики. Экспериментальные
исследования выполнены на созданном автором вибрационном лабораторне >м стенде с применением необходимой измерительной техники. Научна» новтва.
-
Разработан гидрообъемный аибромеханнш на упругих нелинейных оболочках с актианым падающим грузом. В механизме, при одновременном воздействии на механическую систему импульса силы и информативною СВИП-сигнала, формируется комбинированный вибрационный сигнал с амплитудой, закон изменения которой имеет плавную форму.
-
На созданном автором программном продукте исследовано влияние закона изменения амплитуды СВИП-сигналов на результаты корреляционной обработки, рассмотрено влияние точности формирования возбуждаемою сигнала на результаты корреляционной обработки. Сделан вывод о перспективности формирования сигналов с синусоидальным законом изменения амплитуды.
-
Разработанные автором лабораторный макет еибромеханнзш. математические модели вибромеханизиа и его макета позволили неследоваїь его конструктивные и функциональные возможности.
(Іпактнчсікпя ценность заключается й разработке методики расчета и создания для геофизики нового класса вибромеханизмов, в которых осуществление динамического прижима активным грузом значительно снижает вес всего механизма, а применение упругих нелинейных оболочек позволяет формировать опорный сигнал с плавным синусоидальным законом изменения амплитуды колебаний.
Апробации работы. Результаты работы получили положительную опенку из ежегодных областных научно-практических конференциях "Современные техника и технологии" (г. Томск, 1997,1998, 1999 г.г), на международной конференции "Современные техника и технологии" (г Томск, 2000 г.) и на международном симпозиуме "Проблемы геологии и освоения недр" (г. Томск, 2000 г.).
Публикация роультатов исследований. По результатам исследований опубликовано 8 работ
Реализации печультатов исследовании. Результаты получили внедрение при работе над виброизаяирующим фундаментом под высокоточное оборудование участка прецизионной обработки, а также переданы и
- б .
опробованы при проведении сейсмических исследовании на объектах Сибирского химического комбината (СХК)
Объем работы. Диссертация включает введение, четыре главы, включение, список использованных источников и приложение. Диссертация содержит 137 страниц печатного текста, 82 рисунка. Список использованных источников состоит из 99 наименований.
