Совершенствование расчетных моделей нагруженности трансмиссий гусеничных лесозаготовительных машин в зависимости от внешних условий движения

• Автор: Клубничкин, Владислав Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.21.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 197 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 АНАЛИЗ ВНЕШНИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ И МЕТОДОВ РАСЧЕТА НАГРУЖЕННОСТИ БАЗОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ТРАНСМИССИИ ГУСЕНИЧНЫХ ЛЕСОЗАГОТОВИТЕЛЬНЫХ МАШИН
1.1 Общие сведения о внешних воздействиях на ГЛЗМ
1.2 Анализ методов расчета и оценки нагруженности базовых элементов трансмиссии
1.2.1 Методы расчета, оценки и прогнозирования нагрузок на основе экспериментальных исследований
1.2.2 Методы статистической динамики
1.2.3 Методы разыгрывания дорожной ситуации
1.2.4 Методы имитационного моделирования
1.2.5 Стандартизованные методы оценки нагруженности трансмиссии
1.3 Выводы и постановка задач исследования
ГЛАВА 2 МЕТОДИКА РАСЧЕТА НАГРУЖЕННОСТИ ТРАНСМИССИИ
ГЛЗМ
2.1 Выбор показателя оценки влияния внешних условий движения на расчет нагруженности элементов трансмиссии ГЛЗМ
2.2 Методика расчета нагруженности элементов трансмиссии ГЛЗМ
2.2.1 Обоснование исходных данных
2.2.2 Математическая модель расчета нагруженности элементов трансмиссии
2.2.2.1 Модель взаимодействия элементов опорной поверхности гусениц с грунтом
2.2.2.2 Кинематика элементов опорных поверхностей гусениц при криволинейном движении гусеничной лесозаготовительной машины
2.2.2.3 Модель расчета нагруженности элементов трансмиссии при управляемом криволинейном движении гусеничной лесозаготовительной машины
2.2.3 Методика расчета нагруженности элементов трансмиссии при управляемом криволинейном движении ГЛЗМ по траектории с постоянной кривизной
2.2.4 Методика расчета нагруженности элементов трансмиссии при управляемом криволинейном движении гусеничной лесозаготовительной машины по траектории с изменением знака кривизны
2.3 Выводы

ГЛАВА 3 РЕАЛИЗАЦИЯ МОДЕЛИ КРИВОЛИНЕЙНОГО ДВИЖЕНИЯ
ГУСЕНИЧНОЙ ЛЕСОЗАГОТОВИТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ В УСЛОВИЯХ
ЛЕСОСЕКИ
3 Л. Динамическое моделирование движения гусеничной лесозаготовительной машины с использованием пакетов прикладных
компьютерных программ
ЗЛ Л. Программные комплексы динамического моделирования
3.2. Решение задачи динамического анализа движителя ГЛЗМ
3.3 Выводы
ГЛАВА 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НАГРУЖЕННОСТИ
ТРАНСМИССИИ ГУСЕНИЧНЫХ ЛЕСОЗАГОТОВИТЕЛЬНЫХ МАШИН
4.1. Задачи исследования
4.2. Выбор количества и мест расположения датчиков
4.3. Методы замера искомых параметров
4.4. Анализ результатов экспериментальных исследований нагруженности трансмиссии ГЛЗМ при криволинейном движении как по траектории с постоянной кривизной, так и по траектории с периодическим профилем с учетом трогания и разгона
4.5. Динамические нагрузки в трансмиссии ГЛЗМ при преодолении препятствий
4.6 Сопоставление расчетных и экспериментальных величин
4.7 Выводы
5. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
Трансмиссия гусеничных лесозаготовительных машин должна удовлетворять требованиям обеспечения необходимой скорости транспортного движения при заданной надежности функционирования.
Скорость транспортного движения гусеничных лесозаготовительных машин определяется параметрами системы «двигатель - трансмиссия - ходовая часть -внешние условия». При заданных характеристиках двигателя скорость движения гусеничной лесозаготовительной машины определяется, прежде всего, параметрами трансмиссии, которая предназначена для согласования характеристик двигателя с внешними условиями. Именно трансмиссия является тем звеном, которое обеспечивает эффективное использование мощности двигателя. Поэтому задача оценки и выбора параметров элементов трансмиссии, с целью обеспечения надежной работы гусеничной лесозаготовительной машины, является важной практической задачей.
Повышение технического уровня и разработка новых высокоэффективных лесных машин требуют проведения фундаментальных исследований на базе математического моделирования и применения современных численных методов. Это позволит на стадии проектирования машин и их элементов достичь мирового уровня по главным показателям качества (техническим, экологическим, эргономическим, безопасности эксплуатации и обслуживания и др.); обеспечит их конкурентоспособность и эффективную эксплуатацию. В современных условиях проведение таких исследований требует разработки комплекса математических моделей, позволяющих на базе вычислительной техники моделировать функционирование систем "машина-среда" устанавливать характер и степень влияния всей совокупности факторов, отражающих воздействие как внешней среды на машину, так и конструктивных особенностей машины.
Улучшение эксплуатационных качеств трелевочных тракторов должно базироваться на всесторонних теоретических и экспериментальных исследованиях максимально приближённых к реальным условиям

потребных параметров этих элементов. Поскольку нагруженность элементов трансмиссии определяется взаимодействием гусениц с грунтом, то именно эти условия взаимодействия будут исходными данными для анализа нагруженности.
Условия взаимодействия опорных поверхностей гусениц с грунтом определяются характеристиками внешней среды, конструкционными параметрами самой машины и режимом ее движения. Поскольку конструкционные параметры машины неизменны, то выбор параметров внешней среды определит необходимый объем исследований для решения задач расчета нагруженности. Внешняя среда, как известно [34], определяется кривизной пути к, углами подъема и спуска ОС, высотой И и длиной а неровностей, а также параметрами взаимодействия: коэффициентами
взаимодействия трака гусеницы с грунтом в продольном (относительно
продольной оси машины) /Лх и поперечном направлениях // у , коэффициентом
сопротивления поступательному движению машины /гр. Примем допущение,
что при расчете нагруженности элементов трансмиссии с достаточной для практики точностью можно рассматривать плоское движение гусеничной лесозаготовительной машины.
При задании внешних условий одним из основных параметров является кривизна траектории движения. Обоснование необходимой траектории движения для определения параметров нагруженности при минимальном объеме испытаний является актуальной задачей. Наиболее простой является траектория с постоянной кривизной. Однако из практики эксплуатации и теоретических исследований управляемого движения гусеничной машины [35] известно, что в момент смены знака кривизны траектории движения значительно изменяется инерционный момент, а, следовательно, изменяются показатели нагруженности элементов трансмиссии. Поэтому представляется целесообразным расчет нагруженности элементов трансмиссии провести в два этапа: на первом -исследовать управляемое движение гусеничной лесозаготовительной машины по траектории с постоянной кривизной, а на втором - по траектории с изменением