Улучшение устойчивости движения колесной машины в режиме торможения на основе предпроектного выбора параметров элементов шасси

• Автор: Балакина, Екатерина Викторовна
• Шифр специальности: 05.05.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 418 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. УСТОЙЧИВОСТЬ ДВИЖЕНИЯ КОЛЕСНОЙ МАШИНЫ И ПОДХОДЫ К ВЫБОРУ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕМЕНТОВ ШАССИ
1Л. Анализ некоторых существующих работ, связанных с оптимизацией, выбором параметров элементов шасси или с оценкой устойчивости движения автомобилей
1.2. Анализ существующих программных продуктов для использования в задачах оптимизации, выбора параметров элементов шасси или для оценки устойчивости движения автомобилей
1.3. Обзор методов оптимизации
1.4. О необходимости решения задачи предпроектного выбора параметров элементов шасси по совокупности эксплуатационных свойств: устойчивости движения и тормозной динамичности
1.5. Цель и задачи исследования
2. ОСОБЕННОСТИ РЕАЛИЗАЦИИ СВОЙСТВА УСТОЙЧИВОСТИ ДВИЖЕНИЯ В РЕЖИМЕ ТОРМОЖЕНИЯ АВТОМОБИЛЯ
2.1. Теоретические подходы к определению коэффициентов сцепления колеса с опорной поверхностью в зависимости от коэффициента продольного скольжения колеса и величины боковой силы
2.1.1. Анализ возможных значений боковых сил, действующих на автомобиль
2.1.2. Первый подход к определению коэффициентов сцепления по способам построения ср- 5 х - диаграммы и (р — $х - номограммы
2.1.3. Второй подход к определению коэффициентов сцепления по способу КИП
2.2. Влияние элементарного бокового скольжения на коэффициенты сцепления
2.3. О некотором расхождении предлагаемых подходов к определению коэффициентов сцепления с представлениями Н.В. Расфка
3. ОБОБЩЕННЫЙ МАТЕМАТИЧЕСКИЙ АППАРАТ ДЛЯ ПРЕДПРОЕКТНОГО ВЫБОРА ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕМЕНТОВ ШАССИ ПО СОВОКУПНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ КОЛЕСНОЙ МАШИНЫ: УСТОЙЧИВОСТИ ДВИЖЕНИЯ И ТОРМОЗНОЙ ДИНАМИЧНОСТИ
3.1. Формулировка основного критерия предпроектного выбора параметров элементов шасси по совокупности эксплуатационных свойств: устойчивости движения и тормозной динамичности
3.2. Допущения при решении задачи и расчетная схема автомобиля
3.3. Уравнения движения автомобиля в плоскости дороги

3.4. Явления, рассматриваемые при моделировании

3.5. Факторы и параметры, учитываемые в модели при описании явлений
3.6. Используемые методы решения
3.7. Определение текущей координаты неровности дороги при неравномерном движении автомобиля
3.8. Определение реакций опорной поверхности при движении автомобиля с вертикально- и горизонтально податливыми колесами на дороге с неравномерностью профиля
3.8.1. Определение нормальной реакции опорной поверхности
3.8.2. Определение продольной реакции опорной поверхности
3.8.3. Определение боковой реакции опорной поверхности
3.9. Определение точек приложения реакций опорной поверхности
3.10. Определение параметров упругих и неупругих колебаний управляемых колес автомобиля по этапам их поворота
3.10.1. Анализ причин возникновения колебаний управляемых колес вокруг осей шкворней
3.10.2. Первый этап. Неупругий самоповорот управляемых колес в пределах собственных зазоров
3.10.3. Второй этап. Неупругий самоповорот управляемых колес в пределах зазора в рулевом механизме
3.10.4. Третий этап. Упругий самоповорот управляемых колес в пределах упругой податливости рулевого привода
3.11. Описание кинематической несогласованности подвески управляемых колес с рулевым приводом в продольном и вертикальном направлениях
3.11.1. Расчет дополнительного угла поворота управляемого колеса от продольной податливости подвески
3.11.2. Расчет дополнительного угла поворота управляемого колеса от вертикальной податливости подвески
3.12. Описание явления увода
3.13. Методика оценки линейного отклонения и угла разворота автомобиля
3.13.1. Предварительный расчет линейных отклонений осей автомобиля по их боковым скоростям
3.13.2. Расчет доли угла разворота автомобиля от заданной траектории движения по причине разного линейного отклонения его осей
3.13.3. Расчет доли угла разворота автомобиля от заданной траектории движения по причине разного пути его бортов
3.13.4. Расчет доли угла разворота автомобиля от заданной траектории движения по причине разного отклонения его осей от круговой траектории при блокировании передних колес

108 110 112

120 128 128

3.13.5. Уточненный расчет линейных отклонений середин передней и зад-
ней частей автомобиля от заданной траектории движения с учетом изменения угла разворота и с учетом несовпадения его длины с базой
3.14. Система уравнений математической модели для предпроектного вы- 171 бора параметров элементов шасси по совокупности эксплуатационных свойств колесной машины: устойчивости движения и тормозной динамичности
3.14.1. Исходные данные
3.14.2. Вычисление постоянных величин
3.14.3. Начальные условия
3.14.4. Система уравнений математической модели
3.15. Общее описание программного комплекса 51аЬАи1о для оценки ус- 186 тойчивости движения двухосного автомобиля
3.15.1. Функциональное назначение программного комплекса, область 186 применения, ограничения
3.15.2. Используемые технические средства
3.15.3. Специальные условия применения и требования организационно- 190 го, технического и технологического характера
3.16. Электронные системы контроля устойчивости автомобиля
4. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ 208 УПРУГИХ СВОЙСТВ ШИН
4.1. Взаимосвязь показателей жесткости шин и эксплуатационных свойств 208 автомобиля
4.2. Выявление общих закономерностей по коэффициентам жесткости 211 шин, полученным различными исследователями
4.3. Экспериментальное исследование упругих свойств шины
4.3.1. Экспериментальное исследование коэффициента радиальной жест- 228 кости шины Сш:
4.3.2. Экспериментальное исследование коэффициента продольной жест- 246 кости шины Сш
4.3.3. Экспериментальное исследование коэффициента крутильной жест- 261 кости шины Сшп
4.4. Выводы по исследованию упругих свойств шин
5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ 282 ДВИЖЕНИЯ ДВУХОСНОГО АВТОМОБИЛЯ. ОЦЕНКА АДЕКВАТНОСТИ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
5.1. Объект исследовательских испытаний
5.2. Цель испытаний

2. ОСОБЕННОСТИ РЕАЛИЗАЦИИ СВОЙСТВА УСТОЙЧИВОСТИ ДВИЖЕНИЯ В РЕЖИМЕ ТОРМОЖЕНИЯ АВТОМОБИЛЯ
Как было сказано ранее, справедливость моделирования движения автомобиля (для оценки его устойчивости движения) во многом зависит от справедливости описания взаимодействия колеса с опорной поверхностью, особенно в режиме торможения, поскольку именно это взаимодействие определяет явления в пятне контакта колеса с дорогой, следовательно, и поведение автомобиля в той или иной ситуации.
2.1. Теоретические подходы к определению коэффициентов сцепления колеса с опорной поверхностью в зависимости от коэффициента продольного скольжения колеса и величины боковой силы
Как известно, устойчивость движения [261] транспортных средств зависит от большого числа разнородных факторов и параметров: коэффициента сцепления [1, 67, 101, 122, 172, 174, 224, 235, 302, 321, 342, 345, 363, 364, 374, 382, 383, 384, 386] колес машины с опорной поверхностью; коэффициента продольного скольжения [101 и др.] колес; конструктивных особенностей подвески и рулевого управления и их технического состояния; характера трения в пятне контакта колеса с поверхностью дороги; направления и величин сил, действующих на колесо.
Несмотря на большое количество существующих исследовательских работ, наименее изученным вопросом из указанной области в настоящее время является процесс изменения коэффициента сцепления при одновременном воздействии на колесо тормозного (крутящего) момента и продольных и поперечных сил.
В литературных источниках приводится несколько различная трактовка понятия коэффициента сцепления. ГОСТ 17697-72 определяет коэффициент сцепления как отношение результирующей реакции в опорной плоскости к соответствующему значению нормальной реакции при данном значении коэффициента продольного скольжения [101], т.е. термин «коэффициент сцепления»