the oscillation equation of a uniform cross section rod is investigated by the finite-
difference method. The solution of the linear initial-boundary value problem by the 
Fourier method is used for the choice of rational parameters of the three-layer 
difference scheme. High-frequency small-amplitude oscillations of the contact shank 
end cause the changing of the design speed, which leads to a large error in determining 
the resistance force. The average velocity is used to determine the motion direction of 
the contact shank end.  

Discrete model.  The computational scheme of a dynamical system as a single-

mass model with mass m, dissipation coefficient B, elastic stiffness 

3

c

 

 and stiffness 

іg

c

 

realized by engineering hysteresis, and its asymmetric power characteristic are shown 
in Fig. 1. 

 

Figure 1.  а) The computational scheme of a dynamic system: 

65

=

m

kg, 

396

,

4

0

=

V

m/s; b) asymmetric power characteristic with sections on condition: 1 – 

V>0; 2 – V <0; 3 – x <0,  

789900

1

=

c

 N/m, 

87000

2

=

c

 N/m, 

60000

3

=

c

N/m 

 
The initial-value problem was considered as: 

                    

0

,

2

2

=

+

dt

dx

x

R

dt

x

d

m

,           

()

0

0=

x

,                

()

0

0

V

dt

dx

=

.          (1) 

The power characteristic, which takes into account the stiffness c

:  

3

'

1

1

c

c

c

+

=

,

3

'

2

2

c

c

c

+

=

 ,  where  

'

1

c

 and 

'

2

c

 – stiffness of the element 

іг

с

 (fig.1а). 

 

The power characteristic is given by formula 

=

.

0

  

    

,

,

0

,

0

  

    

,

,

0

,

0

  

    

,

,

3

2

1

x

if

x

c

dt

dx

L

x

if

x

c

dt

dx

L

x

if

x

c

dt

dx

x

R

                                  (2) 

- 1562 -