Разработка пространственных динамических моделей колесных машин для анализа проходимости при движении по неровным грунтовым поверхностям

• Автор: Чичекин, Илья Викторович
• Шифр специальности: 01.02.06, 05.05.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 258 с. : ил.

Введение.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Моделирование движения колесных машин по дефоргируемым поверхностям.

1.2. Математические модели автомобиля движущегося по неровным поверхностям.

1.3. Математические модели описания неровных опорных поверхностей

1.3.1. Определение спектральной плотности микронеровностей опорной поверхности

1.3.2. Примеры расчета корреляционной функции микропрофиля.

1.3.3. Примеры расчета спектральной плотности дисперсий ординат микропрофиля .

1.4. Критерии оценки плавности хода

1.5. Математические модели деформируемости фунта.

1.6. Формулирование основных задач исследования

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ДИНАМИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ДВУХОСНЫХ КОЛЕСНЫХ МАШИН.
2.1. Принципы создания динамической модели двухосной колесной машины
2.1.1. Параметры динамической модели двухосной колесной машины.
2.1.2. Разработка математической модели движения колесной машины.
2.1.3. Вывод передаточной функции
2.1.4. Определение нормальных динамических нагрузок, передающейся колесами автомобиля на опорную поверхность
2.1.5. Расчетные данные
2.1.6. Методика определения динамических нагрузок
2.2. Оценка влияния вертикальных колебаний при движении по неровным грунтам.
2.2.1. Методика определения показателей плавности хода при движении по недеформируемым неровным поверхностям.
2.2.2. Анализ результатов расчета по разработанной методике.
2.2.3. Методика определения показателей плавности хода при движении по деформируемой неровной грунтовой поверхности
2.3. Определение показателей проходимости колесной машины при движении по неровной опорной поверхности
2.4. Влияние неиодрессоренной массы на динамические нагрузки
2.5. Динамическая модель, учитывающая совместные вертикальные и поперечные угловые колебания.
2.6. Динамическая модель, учитывающая совместные вертикальные и продольные угловые колебания.
2.7. Анализ и выбор расчетной динамической модели
2.8. Выводы по главе.
ГЛАВА 3. ДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КОЛЕСА С НЕРОВНЫМ ДЕФОРМИРУЕМЫМ ГРУНТОМ
3.1. Математическая модель движения колесной машины по ровной деформируемой поверхности
3.2. Взаимодействие колеса с неровной деформируемой поверхностью
3.3. Алгоритм определения взаимных деформаций шины и грунта с учетом динамических нагрузок
3.4. Взаимодействие с грунтом колес второй оси и двухосного колесного движителя
3.4.1. Взаимодействие с грунтом колес второй оси автомобиля
3.4.2. Алгоритм определения опорнотяговых характеристик одиночного колеса
3.4.3. Влияние конструктивных и эксплуатационных факторов на показатели взаимодействия колесного движителя двухосной машины с грунтовой поверхностью со случайным микропрофилем
3.5. Характер продольных и поперечных угловых колебаний при движении но грунтовой поверхности со статическим микропрофилем
3.5.1. Влияние периодических неровностей на колебания в продольной плоскости .
3.5.2. Моделирование колебаний колесной машины в поперечной плоскости
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ОЦЕНКЕ ПЛАВНОСТИ ХОДА И ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПРОХОДИМОСТИ КОЛЕСНОЙ МАШИНЫ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ДОРОЖНОГРУНТОВЫХ ИСПЫТАНИЙ
4.1. Планирование и методика обработки результатов экспериментов
4.1.1. Планирование экспериментов на грунте
4.1.2. Статистическая обработка физикомеханических свойств грунта.
4.2. Задачи экспериментальных исследований.
4.3. Конструкция стенда активное колесо
4.4. Приборы и измерительная аппаратура
4.4.1. Технические характеристики измерительной аппаратуры.
4.4.2. Программное обеспечение при обработке результатов экспериментов
4.4.3. Тарировка измерительных устройств.
4.4.4. Алгоритм тарировки датчиков ускорений.
4.5. Методика проведения испытаний.
4.5.1. Оценка взаимодействия движущегося колеса по ровной деформируемой поверхности
4.5.2. Оценка взаимодействия движущегося колеса по неровной деформируемой поверхности
4.5.3. Методика определения гасящих свойств грунта.
4.6. Результаты обработки результатов проведенных экспериментов
4.7. Экспериментальные исследования влияния динамических нагрузок на проходимость колесных машин в грунтовых условиях.
4.7.1. Анализ результатов экспериментов, проведенных другими исследователями .
4.7.2. Сравнение эксперимента с результатами расчета.
4.7.3. Дорожногрунтовые испытания проведенные на базе автомобиля ВАЗ 2
4.8. Выводы по главе
ГЛАВА 5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЛЯ ВЫБОРА ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ КОЛЕСНОЙ МАШИНЫ ДЛЯ КОНКРЕТНЫХ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ.
5.1. Формирование расчетного маршрута.
5.2. Исходные данные по колесной машине и грунтам для проведения расчетов
5.3. Методика определения показателей плавности хода и проходимости при движении по расчетному маршруту.
5.4. Анализ результатов расчетов
5.4.1. Обоснование эффективности выбора динамической пространственной модели колесной машины
5.4.2. Влияние конструктивных параметров колесной машины на показатели плавности хода и проходимости.
5.4.3. Влияние параметров подвески на показатели проходимости и плавности хода
5.5. Влияние неподрессоренной массы на плавность хода и проходимость КМ
5.5.1. Результаты расчетов по оценке оптимальности выбранных параметров двухосной колесной машины ЗИЛ
5.6. Выводы по главе
ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Форма неровностей принципиального значения не имеет, т. Профиль дороги обычно описывают в виде зависимости высоты неровностей от времени или пути x. Профиль дороги делится на три составляющие макропрофиль, микропрофиль и шероховатости. Такое деление обусловлено различным воздействием на автомобиль. Макропрофиль состоит из неровностей длина которых 0 и более метров, практически не вызывает колебания, но влияет на работу двигателя и трансмиссии. Микроирофиль состоит из неровностей длина которых лежит в диапазоне от 0 м до ix 0 м, заметно влияющие на колебания автомобиля, не содержит длительных спусков и подъемов, изменяющих режим работы двигателя. Шероховатости состоят из волн длина которых менее 0,1 м. Шероховатости сглаживаются шинами и не вызывают ощутимых колебаний автомобиля, но влияют на работу шин сцепление, износ и т. При оценке микропрофиля с помощью значений и могут возникнуть затруднения. Так, например, на автомагистрали неровности длиной около м, относящиеся по определению к микропрофилю, на высоких скоростях вызовут интенсивные колебания автомобиля, при этом скорость движения изменятся не будет. При этом значительно уменьшается скорость движения, но не вызываются колебания автомобиля. Такие неровности следует отнести к макропрофилю. Рассмотренный пример показывает, что определять профиль дороги с помощью длин неровностей не всегда удобно, кроме того диапазон неровностей следует задавать в зависимости от скорости движения автомобиля. Б длина неровнос ти. Функция цх называется случайной, если ее значение при каждом фиксированном значении аргумента х является случайной величиной, а при каждом фиксированном опыте некоторой неслучайной функцией данной реализацией неслучайной функции. Случайная функция с от времени называется случайным процессом. Уа , м. Для описания случайных процессов вводятся вероятностные характеристики функции распределения и плотности вероятности и числовые характеристики или моменты случайных величин. Стационарность процесса означает независимость статистических характеристик от начала временного отсчета, а эргодичность возможность замены большого количества реализаций единственной из них с достаточно большой протяженностью. Цс или дисперсия ординат . Среднеквадратическое отклонение дс характеризует степень рассеяния случайного процесса. В случае осреднения одной реализации дисперсии ординат для дорожного участка длинной Ьд, получим
Дисперсия или среднеквадратические значения микропрофиля важны для описания случайного процесса. Например, можно вычислить максимальные значения амплитуд, не превышающие заданную с требуемым уровнем вероятности. Рассмотренные выше статистические величины не характеризуют степень статистической зависимости между сечениями случайного процесса в различные моменты времени. Другими словами, они не характеризуют сложность структуры процесса. Лх. Формула 1. Т время движения по исследуемому участку, т приращение времени, через которое исследуют изменение ординаты микронеровности. Формула 1. Если интервал между ординатами равен нулю, то выражение 1. К,0 Дмг
Это свойство используется для перехода от корреляционной функции 1. Корреляционная функция обладает свойствами четности Я г Яд т9 т. Корреляционная функция дает представление об изменении микропрофиля по длине исследуемого участка или случайного процесса во времени. Широкое распространение связано с тем, что они дают полную информацию о микропрофиле дороги, которую можно получить простыми приборами и средствами вычислительной техники. Однако для классификации дорожных условий или для их оценки, при динамическом анализе стационарных случайных процессов применительно к решению задач связанных с плавностью хода автомобиля удобнее пользоваться другой характеристикой, определяющей частотный состав процесса и, в частности, распределение дисперсии по частоте. Такая характеристика называется спектральной плотностью дисперсий или энергетический спектр. Она дает представление о частоте повторения длин неровностей о преобладающих частотах при случайном процессе.