Розроблено комплекс універсальних розрахункових методів динамічного аналізу циліндричних пружин стискання. На базі розроблених і обгрунтованих математичних моделей пружин, а також алгебричних методів визначення її спектра розвинуто теорію коливань пружних механічних систем з розподіленими параметрами. Завдяки застосуванню числово-аналітичних методів уточнено фізичні та математичні моделі, що використовуються. За використання даного комплексу розроблено спеціалізовані методики динамічного аналізу пружин дизельності паливної апаратури (ПА), що дозволило підвищити якість проектування відповідальних вузлів двигуна. Виконано експериментальне та розрахункове дослідження впливу тертя (внутрішнього, зовнішнього та сухого - в опорах) на коливання пружини та розроблено методи врахування цього тертя, які для внутрішнього та зовнішнього зведені до відповідних коригувань ядер Коші або Фредгольма, а для сухого тертя - до коригування руху опор пружин. Створено новий універсальний програмний комплекс для динамічного аналізу циліндричних пружин.

Проаналізовано вплив геометричних відхилень та особливостей матеріалу видовбаної конічної дискової пружини на результати її параметричної оптимізації. Маленька варіація функції - значення критерію з відхиленнями запевняє коректність нелінійної оптимізації, що передбачається, змодельовано з багатьма змінними, що розглядають виробничу можливість об'єкта проекту.

Мета роботи - принципи проектування пружин. Такі правила мають важливе значення в методології створення структури: одинарних пружин, матриці пружин, простих еластичних механізмів. Наведено декілька варіацій правил. Проаналізовано багато застосувань для кожного з вказаних правил.

Запропоновано конструкції магнітних пружин 2-х типів, розроблено методи розрахунку їх сили втягування. Одержано формули для підрахунку сили втягування на основній ділянці силової характеристики пружин. Експериментальні дані знаходяться у добрій відповідності до теоретичних розрахунків. Силові характеристики запропонованих конструкцій магнітних пружин можна змінювати залежно від конкретного застосування. Проведено експериментальну перевірку одержаних формул. Показано шляхи зміни силових характеристик магнітних пружин відповідно до вимог конкретних застосувань.

Досліджено плоску пружину та процес реалізації асиметричної кусково-лінійної пружної характеристики. Враховано контактну жорсткість, що параметрично залежить від переміщення локальної маси. Визначено еквівалентні згинальні та контактні напруження. Проаналізовано динамічну міцність за значенням коефіцієнта запасу міцності та строку служби плоскої пружини. Одержані результати можна застосовувати під час створення резонансних віброударних систем.

Викладено новий підхід до вирішення задачі розрахунку напружено-деформованого стану чутливого елемента манометричних і теплових приладів, який пропонується застосовувати в процесі його проектування. Об'єкт дослідження - витаманометрична пружина. Предмет дослідження - напружено-деформований стан цієї пружини з різними формами перерізів. Мета дослідження - створення математичної моделі напружено-деформованого стану об'єкта, що дозволяє, в подальшому, вирішити завдання оптимізації його конструктивних параметрів в алгоритмі автоматичного розрахунку при автоматичному проектуванні пружин. В результаті дослідження була створена модель напружено-деформованого стану кручених манометричних пружин, виконана постановка задачі оптимізації її параметрів з урахуванням конструктивних і технологічних обмежень та запропоновано метод розв'язання цієї задачі. Область використання - авіаційні прилади, призначені для вимірювання тиску рідин і газів.

Наведено спосіб побудови резонансних траєкторій руху вантажу хитної пружини. Хитною пружиною (swinging spring) називають різновид математичного маятника, який складається з точкового вантажу, приєднаного до невагомої пружини. Другий кінець пружини фіксується нерухомо. Розглянуто маятникоподібні коливання пружини у вертикальній площині за умови збереження прямолінійності її осі. Розрахунки виконано на базі розв'язків системи диференціальних рівнянь, з компонентами, у які входять значення частот вертикальних і горизонтальних переміщень точки на пружині. Актуальність теми визначається необхідністю дослідження технологічних процесів динамічних систем, коли нелінійно зв'язані коливальні компоненти системи обмінюються енергією між собою. За допомогою феномена хитної пружини проілюстровано обмін енергіями між поперечними (маятниковими) та поздовжніми (пружинними) коливаннями. У цьому випадку враховується вплив початкових умов ініціювання коливань. Особливе значення має дослідження стану резонансу хитної пружини - коли частота поздовжніх коливань відрізняється в кратну кількість разів від частоти поперечних коливань. Крім розповсюдженого класичного" випадку (резонансу 2:1) є необхідність розв'язувати задачі з іншими значеннями відношення частот. В результаті знайдено геометричні форми траєкторії руху вантажу хитної пружини, які відповідають особливостям стану її резонансу. Одержані результати надають можливість за допомогою комп'ютера синтезувати траєкторію руху вантажу хитної пружини, яка відповідатиме заданому відношенню частот поздовжніх і поперечних коливань. Для цього, крім основних параметрів (маси вантажу, жорсткості пружини та її довжини в ненавантаженому стані), ще залучаються початкові значення параметрів ініціювання коливань. А саме, "стартові" координати положення вантажу, та початкові швидкості рухів вантажу в напрямку координатних осей. Розглянуто приклади побудови траєкторій руху вантажу для випадків резонансів типу 2:1, 7:3, 9:4 і 11:2. Одержані результати проілюстровано комп'ютерними анімаціями коливань відповідних хитних пружин для різних випадків резонансу. Результати можна використати як парадигму для вивчення нелінійних зв'язаних систем, а також при розрахунках варіантів механічних пристроїв, де пружини впливають на коливання їх елементів. А також у випадках, коли у технологіях використання механічних пристроїв необхідно відмежуватися від хаотичних рухів вантажів і забезпечити періодичні траєкторії їх переміщень.

Працездатність багатьох машин лімітується ресурсом циліндричних гвинтових пружин (ЦГП), який залежить від їх надійності за міцністю та стабільності силових характеристик. Розрахунки на міцність пружин регламентовані та, як правило, обмежуються традиційною перевіркою за коефіцієнтом запасу втомної міцності. Оскільки пружини відносять до деталей, які мають випадковість навантажень і характеристик міцності, очевидна доцільність перевірки пружин на надійність і довговічність за критерієм втомної міцності. Додаткова вимога щодо забезпечення обмежених, але достатніх, запасів міцності щодо малогабаритних пружин також сприяє проведенню розрахунків у ймовірнісній постановці. Мета роботи - розробка методології універсального розрахунку малогабаритних ЦГП на надійність і довговічність за критерієм втомної міцності на підставі узагальнення матеріалів нормативно-керівних документів, довідкової емпіричної та аналітичної інформації. Запропоновано алгоритм для визначення статистичних параметрів опору втоми пружин за дотичними напруженнями у разі відсутності або обмеженої бази вихідних даних. Обгрунтовано вибір коефіцієнтів для переходу від межі втоми матеріалу до відповідного параметра пружини з урахуванням оцінки його розсіювання. Розглянуто питання схематизації та статистичної обробки спектрів навантажень ступінчастого та безперервного виду для обчислення характеристик навантаженості пружин. Конкретизовано вибір значення коефіцієнта варіації навантаження щодо пружин. Статистичні характеристики навантажень та опору втоми пружин використано для оцінки ймовірності їх безвідмовної роботи та довговічності в імовірнісному аспекті. Наведено приклад розрахунку на міцність від утоми в імовірнісній постановці ЦГП розтягу та стиску позиції з урахуванням вимоги мінімізації розмірів.