Обеспечение плавности хода при проектировании легкового автомобиля с учетом влияния потерь на трение в подвеске

• Автор: Ерёмина, Ирина Васильевна
• Шифр специальности: 05.05.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Тольятти
• Количество страниц: 148 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА.
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Плавность хода автомобиля. Критерии оценки
1.1.1. Термины и определения
1.1.2. Критерии оценки плавности хода легкового автомобиля
1.2. Факторы, влияющие на плавность хода автомобиля
1.2.1. Микропрофиль дорожной поверхности
1.2.2. Моделирование качения колеса по дорожной поверхности
1.2.3. Система подрессоривания автомобиля
1.3. Методы исследования плавности хода автомобиля
1.3.1. Методы исследования колебаний автомобиля и обработки полученных результатов
1.3.2. Моделирование элементов системы подрессоривания
1.3.3. Математические модели автомобиля как колебательной системы
1.4. Учет влияния потерь на трение при исследовании колебаний автомобиля
1.5. Цель и задачи диссертации
Глава 2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ АВТОМОБИЛЯ, КАК
КОЛЕБАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ, ПРИНЯТАЯ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПЛАВНОСТИ ХОДА АВТОМОБИЛЯ
2.1. Выбор математической модели автомобиля
2.2. Пространственная математическая модель
2.2.1. Математический аппарат пакета РЮШК
2.2.2. Модель автомобиля, реализованная в пакете РИАЛЯЯ
2.2.3. Моделирование системы «человек-сиденье»
2.2.4. Моделирование потерь на трение в подвеске

Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ПРОВЕРКЕ АДЕКВАТНОСТИ ИСПОЛЬЗУЕМОЙ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
АВТОМОБИЛЯ
3 Л. Проверка адекватности математической модели автомобиля
Глава 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ
4.1. Условия проведения расчетного эксперимента
4.2. Влияние потерь на трение в подвесках при движении по дороге с асфальтобетонным покрытием
4.3. Влияние потерь на трение в подвесках при движении по дорогам с булыжным покрытием
4.4. Методика прогнозирования плавности хода автомобиля на стадии проектирования
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
Современные методы разработки автомобиля уже на стадии проектирования позволяют исследовать и совершенствовать системы подрессоривания и виброзащиты, оценивать характеристики плавности хода и нагруженность несущей системы посредством математического моделирования его движения. Однако используемые в настоящее время при разработке автомобиля математические модели систем подрессоривания все еще недостаточно теоретически и экспериментально наполнены.
Для создания модели колебаний автомобиля необходимо более глубокое изучение процессов преобразования воздействия микропрофиля дороги системой подрессоривания автомобиля. Как известно, гашение колебаний автомобиля обусловлено наличием вязкостного демпфирования, обеспеченного работой жидкости в амортизаторах, и демпфирования за счет потерь энергии на трение в подвеске автомобиля, которое можно разделить на внутреннее трение в элементах подвески и межэлементное. Именно величиной потерь на трение в подвеске определяется ширина петли гистерезиса ее характеристики вертикальной упругости.
Анализ литературных источников показал, что величина потерь на трение в пружинных подвесках, при которой обеспечивается приемлемая плавность хода, должна составлять не более 10% от вертикальной нагрузки. В то же время некоторые автомобильные концерны ужесточают эти рекомендации, говоря о допустимом значении трения не более 5%.
С другой стороны, отсутствие информации о качественном и количественном влиянии потерь на трение вносит свои погрешности в результаты моделирования колебаний автомобиля. Для определения степени влияния трения на параметры плавности хода необходимо определиться со способом его моделирования и со способом включения его в общую модель автомобиля, что позволит сблизить расчетные и экспериментальные данные, то есть дать более совершенную оценку плавности хода автомобиля на стадии проектирования и доводки автомобиля.

1.4. Учет влияния потерь на трение при исследовании
КОЛЕБАНИЙ АВТОМОБИЛЯ
Как уже говорилось выше, не учитывать «сухое» трение при исследовании колебаний автомобиля невозможно. Соответственно возникает вопрос о способе его описания для включения в математическую модель автомобиля. Проблеме природы силы трения в мире уделяется большое внимание. В настоящее время существует несколько теорий трения: классическая — молекулярно-механическая и энергетическая — более молодая. Согласно первой теории на сдвиговое усилие помимо адгезионных связей существенное влияние оказывает механическая составляющая, обусловленная шероховатостью контактирующих поверхностей [7]. В этом случае до достижения сдвигового усилия происходит «предварительное смещение» тел, которое носит упругий характер и исчезает при снятии нагрузки; при дальнейшем увеличении нагрузки после достижения сдвигового усилия начинается необратимое относительное скольжение тел, на которое упругая составляющая уже не оказывает влияния.
Известно, что сила трения в подвеске автомобиля, относимая к силам неупругого сопротивления, количественно оценивается проведением статических испытаний и определением характеристики упругости подвески -построением так называемой петли гистерезиса, характеризующей потери «на внутреннее трение» [101] в системе при ее деформации. Необходимо обратить внимание на разделение упругого гистерезиса на статический и динамический как на два самостоятельных явления [100, 101, 108]. Статический
характеризуется тем, что возникает «...при статической и циклической нагрузках под действием напряжений, близких к пределу упругости. Петля статического гистерезиса не зависит от скорости нагружения или частоты колебаний, но может изменяться при многократных нагружениях...». Причина возникновения динамического гистерезиса «...является неупругость, либо вязкоупругость. При неупругости, помимо чисто упругой деформации