Математическое моделирование подвески АТС с учетом особенности работы гидроамортизатора на высоких частотах

• Автор: Подзоров, Андрей Валерьевич
• Шифр специальности: 05.05.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 132 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1 Актуальные вопросы исследования подвески транспортного средства. Постановка задачи исследования
1.1 Современные тенденции исследования сложных динамических систем в машиностроении
1.2 Актуальные задачи динамики в теории транспортных средств. Специфические для математического описания элементы подвески автомобиля
1.3 Анализ существующих структур математических моделей гидравлического амортизатора и его характеристик
1.4 Выводы и задачи исследования
Глава 2 Разработка структур модели гидравлического амортизатора и их исследование в составе модели стойки автомобиля (I этап исследования)
2.1 Краткая характеристика комплекса моделирования БЛІЖО
2.2 Гипотезы модернизации структуры модели и методика оценки эффективности работы гидравлического амортизатора в частотном диапазоне
2.3 Разработка и исследование модели стойки АТС со стандартной структурой модели амортизатора
2.4 Разработка и исследование предлагаемых структур модели гидравлического амортизатора
2.5 Выводы по главе
Глава 3 Детальное исследование предлагаемых структур модели гидравлического амортизатора в составе модели системы подрессоривания АТС (II этап исследования)
3.1 Экспериментальное исследование системы подрессоривания и обработка результатов

3.2 Описание модели системы подрессоривания АТС. Параметры модели
3.3 Параметры дорожных микропрофилей
3.4 Идентификация модели системы подрессоривания АТС со стандартной структурой модели гидравлического амортизатора
3.5 Исследование структуры модели гидравлического амортизатора на основе введения фильтра
3.6 Исследование структуры модели гидравлического амортизатора на основе введения дополнительного колебательного звена
3.7 Выводы по главе
Глава 4 Интерпретация полученных результатов
4.1 Анализ экспериментальных и расчетных характеристик системы подрессоривания АТС
4.2 Варианты физических процессов, происходящих в гидравлическом амортизаторе в типичных условиях его эксплуатации
4.3 Применимость полученных результатов и варианты организации дальнейших исследований
4.4 Выводы по главе
Основные результаты и выводы работы
Список цитируемой литературы

ВВЕДЕНИЕ
Уменьшение периодов сменяемости поколений машин требует сокращение сроков проектирования, что в свою очередь вызывает необходимость создания более совершенных методов расчета конструкций динамических систем, в том числе основанных на математическом (компьютерном) моделировании. Основой современной методологией синтеза и исследования любой динамической системы является математическое (компьютерное) моделирование. Моделирование становится неотъемлемым этапом проектирования конструкций, оптимизации их параметров с последующей доводкой изделия до требуемых характеристик.
В автомобилестроении постоянно ужесточаются требования к вибронапряженности, вибронагруженности и виброакустике основных узлов и агрегатов автотранспортного средства (АТС), в числе которых кузов, как несущая система, является определяющим. Для выполнения этих требований машиностроителям необходимо учитывать высокочастотный спектр возмущений, передаваемых на кузов системой подрессоривания. Значительная доля высокочастотных возмущений, передаваемая подвеской АТС на его кузов, определяется гидравлическим амортизатором. Моделирование работы гидравлического амортизатора в рассматриваемом спектре возмущений сопряжено со сложностью представления и описания физической картины процессов, протекающих в нем, и требует существенной доработки. Следовательно, работа, посвященная исследованию более совершенных моделей систем подрессоривания АТС и, гидравлических амортизаторов в частности, позволяющих адекватно воспроизводить особенности его работы в широком частотном диапазоне возмущений, так и определять пути совершенствования пассивных и активных амортизаторов - актуальна.
Перед диссертационным исследованием ставилась цель разработать математическую модель системы подрессоривания АТС с учетом свойств гидравлического амортизатора на высоких частотах нагружения для опреде-

щей характеристики (зависимости силы от скорости на основе закона Бернулли). Данный подход хорошо зарекомендовал себя при решении довольно простых задач, таких как: движение по синусоидальному профилю или через единичную неровность. Однако в большинстве типичных условиях эксплуатации, при движении транспортного средства по случайному микропрофилю, зависимость усилия амортизатора представляется более сложной и поэтому применение такой закономерности для корректного математического описания вызывает сомнения.
Обзор существующих математических моделей амортизатора с учетом упругости жидкости, ее инерционности и т. д. показал недостаточную изученность и сложность физических процессов происходящих в гидравлическом амортизаторе в типичных условиях эксплуатации. Предлагаемые модели разработаны с достаточно грубыми допущениями, без анализа характеристик амортизатора в частотной области и потому не позволяют выделить факторы, влияющие на поведение амортизатора в частотном диапазоне.
Интерпретация многочисленных экспериментальных данных по динамическим характеристикам амортизаторов ориентировало западных исследователей на интерполяционные модели. Такие модели довольно точно описывают характеристику амортизатора во всем частотном диапазоне, но не дают полного представления о физических процессах, которые в нем происходят, кроме того, не указывают на конструктивные параметры, при помощи которых возможно влиять на его характеристики в частотном диапазоне, а так же описывают только одну конкретную модель гидравлических амортизаторов.
Следует отметить работу австралийских исследователей во главе с Б. И. Оигготі. В ней произведено детальное моделирование работы сложной клапанной системы гидравлического гасителя на основе применения МКЭ в САЕ-системе АИЗУБ СБХ. Исследования в таком направлении сопряжены с рядом существенных трудностей, связанных с необходимостью учета целого ряд факторов, имеющих место при работе клапанов. Требуется существенное уточнение модели, находящейся на начальной стадии разработки, чтобы в