Диссертация (Метод расчета упругих элементов из композиционных материалов для систем подрессоривания колесных машин), страница 13

Различные объекты исследования103Объектами исследования являются:1) амортизатор с жидкостью со стальной пружиной в сборе;2) амортизатор с жидкостью с композитной пружиной в сборе;3) амортизатор без жидкости (осушенный) без пружины;4) амортизатор без жидкости с композитной пружиной в сборе.4.3. Методика испытанийСхема испытаний на примере объекта № 3 изображена на Рис. 4.2, гдеF(t) – сила на штоке амортизатора; h(t) – ход амортизатора.Рис. 4.2. Схема испытаний104Амортизатор закрепляется за два сферических подшипника.

Задаетсякинематическое возмущение, входными параметрами которого являетсяперемещение и скорость штока. Контролируется силовой фактор F(t), которыйявляется выходным параметром.Режимы нагружения представлены в Таблице 10. На основе данныхполученных в результате проведения моделирования, рассмотренного впредыдущей главе, можно составить таблицу параметров: частот и амплитудвозмущающеговоздействия,характерногодлярассматриваемогомотовездехода. Значения параметров, используемых в Таблице 10 дляописания режимов нагружения, приведены в Таблице 11.Таблица 10.Режимы нагружения и их описаниеРежимОписаниенагруженияОбъектыКонтроли-испытанияруемыйпараметр1ОпределениеКинематическоесухого трениявозмущение самортизатораминимальной возможной3F(t); h(t)4F(t); h(t)скоростью(1 мм/с).

Записьнагрузки и разгрузки.Ход амортизатора вначальный моментвремени 0 мм.2ОпределениеСнятие нагрузочной ижесткостиразгрузочнойпружиныхарактеристикипружины с шагом 1 мм.105Таблица 10 (Продолжение)РежимОписаниенагруженияОбъектыКонтроли-испытанияруемыйпараметр3МоделированиеКинематическоевозмущений совозмущение2стороны опорной1; 2F(t); h(t)4F(t); h(t), гдеповерхности спараметры A и f берутсяразличнойиз Таблицы 11.частотой иХод амортизатора вамплитудойначальный моментвремени h=1,2A.4Возмущение сКинематическоепостояннойвозмущениеамплитудой и2, гдеразличнойпараметры A и f берутсячастотыиз Таблицы 12.Ход амортизатора вначальный моментвремени h=1,2A.Значения параметров, которые приведены в Таблице 11, выбраны наоснове полученных АЧХ спектров прогибов системы подрессоривания взависимости от скорости движения по дорогам различного качества.

Накаждойскоростидвиженияавтомобиляопределяетсямаксимальнаяамплитуда прогиба и соответствующая ей частота, а также амплитуды причастоте 5 Гц, кроме этого определяются амплитуды и частоты впромежуточных точках.106Таблица 11.Значения параметров A и f для дорог различного качестваСкорость автомобиляЧастота, Гц (f)Амплитуда, м (A)Gr2 – асфальто-бетонная дорога50,00089250,003555550,00948750,014351000,0187452,550,00138252,550,00815554,510,01187754,510,015071004,510,0200450,690,00382251,570,01324552,840,02105753,330,020671003,820,02139Gr4 – разбитая грунтовая дорога50,0022100,005711550,00889200,01267250,0161550,0039510152,550,01410,01631107Таблицы 11 (Продолжение)Скорость автомобиля20Амплитуда, м (A)0,021072,5525ДляЧастота, Гц (f)0,0324850,590,01846100,690,04249150,980,05187201,280,05731251,570,05851оценкивлияниячастотывозмущающеговоздействиянареологические свойства композиционного материала пружины и верификациимодели композитной пружины были выбраны частоты и амплитуды,характерные для выбранного объекта исследования.

Эти параметры с учетомвозможностей стенда приведены в Таблице 12.108Таблица 12.Значения параметров A и f для определения зависимости демпфированияот частотыЧастота, Гц (f)Амплитуда, мм (A)12503124031233045123204512345101094.4. Аппаратурно-измерительный комплексДляпроведенияэкспериментальныхисследованийупругодемпфирующего элемента используется научно-исследовательскийсервогидравлическийфункционирующийиспытательныйвВолгоградскомкомплексразработанныйгосударственныйитехническомуниверситете (ВолгГТУ).

Испытательный комплекс представляет собойодноопорный стенд-гидропульсатор, предназначенный для определенияупругодемпфирующих свойств широкого спектра различных механическихсистем. Общий вид стенда-гидропульсара изображен на Рис. 4.3.Рис. 4.3. Общий вид стенда-гидропульсатора110Основныепараметрыстенда-гидропульсаторапредставленывТаблице 13.Таблица 13.Основные параметры стенда-гидропульсатора№ п/пПараметрХарактеристика1Диапазон хода штока гидроцилиндране более 0,5 м (± 0,25м)2Диапазон скоростей штока гидроцилиндране более 2,4 м/с3Диапазон частот вертикальных колебанийне более 50 Гц4Допустимая нагрузка гидроцилиндра:5- на ходе сжатия12 кН- на ходе растяжения50 кНМаксимальный вертикальный размериспытуемого элемента6Габаритные размеры стендагидропульсара (DxWxH)1,5 м2800х1800х4600 мм7Общий вес стойки стенда-гидропульсара8500 кг8Диапазон грузов, имитирующих200 - 2500 кгподвижную массу9Количество горизонтальных весовых плит30 шт.10Масса одной горизонтальной весовой50 кгплитыКонструкция стенда представлена на Рис.

4.4. Горизонтальное силовоеоснование 1 состоит из двух частей – большой и малой, скрепленных междусобой болтовыми соединениями. Малая часть силового основания 1 являетсяопорной площадкой для подъемного механизма 8. На малой части силовогооснования 1 с помощью болтов закреплены элементы подъемного механизма8 – опоры 30 вращающегося барабана 29 и корпус редуктора 31.111Большая часть силового основания является опорной площадкой длядвух ключевых элементов стенда: вертикальной силовой рамы 2 иисполнительного гидроцилиндра 3.

Большая часть силового основания 1установлена на шести специальных резиновых буферах 4, которые выполняютфункцию виброизоляторов для гашения колебаний, передающихся в процессеработыисполнительногогидроцилиндра3,атакжеобеспечиваютгоризонтальный уровень и устойчивость всей установке стенда. Кроме того,большую часть силового основания 1 можно визуально разделить на дваучастка - передний и задний.На поверхности переднего участка силового основания 1 в продольноми поперечном направлениях выполнены специальные сквозные Т-образныепазы 5. Данные пазы позволяют закрепить пьедестальное основание 6исполнительного гидроцилиндра 3 на различном расстоянии и в необходимыхположениях относительно вертикальной силовой рамы 2 в горизонтальнойплоскости по координатам x и y.

В пазы устанавливаются четыре специальныеТ-образные гайки, в которые через отверстия пьедестального основания 6гидроцилиндра3вкручиваютсяболты,прижимающиеоснование6гидроцилиндра 3 к переднему участку силового основания 1.На заднем участке к горизонтальному основанию 1 крепитсявертикальная силовая рама 2. На передней стороне вертикальной силовойрамы 2 установлены две прецизионные вертикальные направляющие пары,состоящие из двух вертикальных параллельных направляющих рельсов 8 и 9и шести роликовых блоков-ползунов 10.На блоках-ползунах 10 предусмотрены резьбовые отверстия дляустановки вертикальных металлических плит трех различных размеров (малой11, средней 12 и большой) с целью крепления к ним испытуемыхмеханическихколебательныхвсевозможной геометрии.системразнообразнойконфигурациии112Рис.

4.4. Вид стенда-гидропульсатораВертикальныеплитымогутбытьнеподвижнозафиксированыотносительно направляющих рельсов с помощью двух пар упоров – упоров снеизменяемым положением 13 и упоров с адаптивным положением 14.Фиксация подвижного груза необходима при проведении статических113испытаний упругих и демпфирующих элементов для определения статическихупругих характеристик и рабочих диаграмм.Сервомикроконтроллер cпособен задавать различные формы сигнала(синус, треугольник, прямоугольный импульс, случайные процессы ивводимые пользователем профили нагружения).Врамкахданныхстендовыхиспытанийиспользуютсясилоизмерительный датчик и датчик линейных перемещений, встроенные всервогидроцилиндр.Датчик измерения силы тензорезисторный AC-06, имеет прецизионнообработаннуюконструкциюмембранноготипадляобеспечениянечувствительности к боковым нагрузкам и высокой жесткости.

Датчикустанавливается на нижнюю станину нагрузочной рамы и закрываетсязащитным экраном для предохранения от повреждений в результате падениятяжелыхпредметов.Вдатчикесилоизмерительномиспользуютсявысокоточные тензодатчики преобразовательного типа сопротивлением 350Ом. Характеристики датчика силоизмерительного АС-06 представлены вТаблице 14.Конструктивно датчик силоизмерительный тензорезисторный AC-06выполнен в корпусе цилиндрической формы. Чувствительным элементомявляется упругий измерительный элемент, расположенный в корпусе исоставляющий с ним единую деталь. На поверхность упругого измерительногоэлемента наклеены тензорезисторы, соединенные в мостовую электрическуюцепь.

Электрическая схема содержит элементы компенсации температурныхвоздействий на выходной сигнал.ДатчиксилоизмерительныйтензорезисторныйAC-06являетсяуниверсальным, поэтому в его конструкции предусмотрены внешниерезьбовые соединения для установки шарнирных проушин. Для усиления иобработки электрического сигнала применяются измерительные усилители,соответствующие электрическим характеристикам датчиков. Электрическое114подсоединениекизмерительнымусилителямосуществляетсячерезунифицированные электрические разъемы.Таблица 14.Характеристики датчика силоизмерительного АС-06№ СвойстваХарактеристики1Номинальная нагрузка Рном, кН3002Предельная допустимая нагрузка,% от Рном34Боковая нагрузка, %Конструкция515030Прецизионно обработанный,мембранного типаПрецизионный конического типа дляКорпусзащитыотпаразитныхбоковыхнагрузок и высокой жесткости6РезьбаM27 x 27Тензодатчик350 Ом, преобразовательного типа89СовместимостьПараллельная калибровкаПолностьюсовместимсконтроллером BiSSВнутренняяпараллельнаякалибровка10 Нелинейность0,15 % от полного диапазона11 Класс точности+/- 0,5 % от считываемой величины12 Разрешение0,05% полного диапазона13 Диапазон рабочих температур, 0С -30…+40Общий вид датчика, установленного на исполнительный гидроцилиндрстенда-гидропульсатора, представлен на Рис.