Автореферат (1025363), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Результат расчетов не будетзависеть от шага интегрирования (Рис. 3).Выбору рассмотренных выше корректировочных зависимостейпосвящена заключительная часть второй главы.В главе 3 представлены результаты верификации разработанной ММПГР при работе на стенде и в составе БГМ при движении по неровностям. Вкачестве экспериментальных данных были приняты результаты стендовыхиспытаний опытного образцы ПГР Урал «Тайфун», созданного в рамках ОКР«Тайфун–ВМК ВгТЗ» и результаты экспериментальных исследованийдвижения ГМ-5970.05, проводимых в рамках НИР «Дозиметрирование».На Рис. 4 представлены фотография испытательного стенда, накотором проводились исследования работы ПГР (ФГУП «НАМИ»,г.
Москва). На Рис. 5 представлена фотография испытуемой ГМ-5970.05(3 ЦНИИ МО РФ).По итогам верификации ММ путем сравнения с результатамистендовых испытаний было установлено, что расхождение максимальныхрегистрируемых усилий на штоке в среднем не превышает 16%; мощности(8)тепловыделения – 5,5% (Рис. 6); температуры установившегося тепловогорежима – 7%; времени достижения температуры ПГР в 100 0С – 12%.абвРис.
3. Участок записи характера прогрева стенки:а – шаг моделирования ∆τ=2,1·10–3 с; б – шаг моделирования ∆τ=3,4·10–4 с;в – шаг моделирования ∆τ=3,4·10–6 с;по оси абсцисс – время моделирования, с;по оси ординат – относительная температура стенки, lg(Tтек–Tнач)Верификация имитационной ММ ПГР при работе в составе БГМ придвижении по неровностям проводилась с использованием разработанной вМГТУ им. Н.Э. Баумана имитационной ММ модели движения БГМ понеровностям, позволяющей производить учет взаимодействия движителя сопорным основанием, в том числе явлений «юза» и «буксования», ипозволяющая исследовать динамику БГМ при движении по неровностям с«вылетами» – «прыжками». Скорость движения БГМ в имитационной ММформируется путем задания скорости вращения ведущего колеса и условийдвижения, что позволяет проводить исследование динамики подрессоренногокорпуса максимально приближенно к реальному процессу движения.ОсобенностьюразработаннойсоставнойчастиММявляетсянепосредственное моделирование динамики механической и тепловойподсистем в процессе моделирования движения БГМ по неровностям, чтопозволяет учитывать фактические характеристики упругодемпфирующихэлементов.По результатам верификации имитационной ММ ПГР в составе БГМбыло показано, что погрешность определения температуры поверхности ПГРпо результатам заездов по контрольно-измерительной трассе с разнымискоростями не превышает 18,8% (Рис.
7). Полученные в результатеверификации результаты дают основание говорить об адекватностиимитационной ММ ПГР и пригодности ее для исследованиятеплонагруженности ПГР как отдельно, так и в составе БГМ при ее движениипо неровностям.9Рис. 4. Внешний вид испытательного стенда:1 – гидроцилиндр стенда; 2 – стойка стенда; 3 – гидроцилиндр ПГР; 4 –датчик силы; 5 – рукав высокого давления; 6 – блок пневмоцилиндров ПГРРис.
5. Внешний вид ГМ 5970.05 с ПГСПРис. 6. Сравнение характеристик теплонагруженности ПГР Урал «Тайфун»,полученных путем стендовых испытаний и имитационного моделирования.1 – усредненная температура жидкости, модель; 2 – усредненная температуранаружной поверхности ПГР, модель; 3 – нагрев до 100 0С, экспериментВ главе 4 изложен метод определения характеристик ПГР. Исходнымиданными для расчета служат: кинематика подвески, позволяющая определитьзначения статического xшт.ст и полного xшт.полн ходов штока; статическая сила10на штоке Pшт.ст, требуемый исходя из назначения машины коэффициент′ , а также ориентировочный диаметр поршня Dп.динамичности для ПГР K динРис.
7. Результаты моделирования заезда по КИТ для второй подвески:по оси абсцисс – порядковый номер эксперимента: 1 – 25 км/ч; 2 – 30 км/ч;3 – 35 км/ч; 4 – 40 км/ч; 5 – 45 км/ч; 6 – 50 км/ч;точки – эксперимент; кресты – моделирование;линии – интерполяция результатов моделированияАлгоритм определения конструктивных параметров упругого элементаСП заключается в следующем:1. Определение минимального диаметра поршня исходя из ограниченийпо значению действующих давлений:′ pупр + Rшт.max pдемпф ,Sп ≥ Pшт.ст K динRшт.max – максимальная сила неупругого сопротивления на штоке, Н;[pупр], [pдемпф] – максимально допустимые давления от действия сил упругогои неупругого сопротивления соответственно, Па.2. Определение заправочного объема пневмокамеры.
Его можно найти позависимости(′V0 = Sп xшт.ст + xшт.дин n K дин(n))K д′ин − 1 .Для двухуровневых ПГР с одинаковым заправочным давлением вкамерах отношение значений заправочных объемов пропорциональноотношению жесткостей камер, при этом суммарный их объем должен бытьравен расчетному значению для одноуровневой ПГР. В случае еслирассматривается ПГР с разными заправочными давлениями, такоесоотношение должно выполняться для статических объемов в камерах.Для ПГР с вложенными поршнями заправочный объем определяетсякакV0 в.п = V0 − ( Sп − Sм .п ) xст ,где Sм.п = πd2м.п/4 – площадь малого поршня.3.
Определениезаправочногодавления.Дляоднопоршневойоднокамерной и двухкамерной ПГР с одинаковыми заправочными давленияоно рассчитывается как(′p0 = xшт.дин n K дин(′ − xшт.стxшт.полн n K дин))npст .Для двухкамерной ПГР с разными заправочными давлениями в камерахсоотношение заправочных давлений можно определить по зависимости11(w = 1 + xст(n) ( ax′ −1K диншт.динn′K дин)) ,n–1где a = (cвыс/cниз + 1) , при этом cвыс, cниз – жесткости камер высокой и низкойжесткостей, соответственно.Для ПГР с вложенными поршнями заправочное давление составляет(p0 в.п = (V0в.п − Sм.п xст ) V0в.п)npст .4.
Определение параметров камеры противодавления (для ПГР спротиводавлением). Минимальный объем камеры противодавлениярассчитывается из условия обращения в ноль реакции на штоке при нулевомего ходе, а минимальное давление – из условия сохранения давления вполости противодавления выше атмосферного во всем температурномдиапазоне работы ПГР:п.д.Vmin≥ Sпп.д xшт .полн(np0п.д(pmin)∆Tсреды ) − 1 .С целью уменьшения габаритов ПГР и снижения влияния камерыпротиводавления на больших ходах подвески желательно использоватьминимальный объем камеры.Далее в главе 4 приводится метод определения характеристикуправляемого демпфера, заключающийся в следующем:1. Демпферы устанавливаются на всех опорных катках для достижениямаксимальной возможности энергорассеяния в СП.2. Сопротивление на обратном ходе катка для БГМ определяется изусловия «независания» катка при движении БГМ по гармоническомупрофилю в резонансном режиме по продольно-угловым колебаниям.3.
Сопротивление на прямом ходе при высоком уровне демпфированияограничивается значением передаваемых на подрессоренный корпус БГМускорений,допустимыхпоусловиюсохраненияэкипажемработоспособности, при преодолении трамплина предельной высоты с«вылетом» – «прыжком», высота которого определяется как hmax = z̈ fполн/g, гдеz̈ – допускаемое значение вертикальных ускорений на подрессоренномкорпусе.4. Сопротивление на прямом ходе для низкого уровня демпфированияограничивается допускаемыми ускорениями «тряски», наклонный участокдемпфирующей характеристики оставляется таким же, как для высокогоуровня демпфирования, с целью упрощения конструкции ПГР.На Рис.
8 представлена запись передаваемых на подрессоренныйкорпус БГМ ускорений при преодолении трамплина предельной высоты взависимости от характеристики демпфера (Рис. 9).Далее в главе 4 приводится метод оценки тепловой нагруженности СПБГМ; предлагается алгоритм оценки теплонагруженности СП, даютсярекомендации по снижению теплонагруженности и подбору параметровсистемы охлаждения (СО) существующих и вновь разрабатываемыхконструкций СП.12абвгРис. 8. Запись ускорений, передаваемых на подрессоренный корпус,для различных коэффициентов µ:t – время моделирования; z̈ – передаваемые ускорения, м/с2;а – µ = 5·104 Нс2/м2; б – µ = 6·104 Нс2/м2; в – µ = 8·104 Нс2/м2; г – µ = 3·105 Нс2/м2Рис.
9. Варианты характеристик демпфера для БГМ:Rд – реакция демпфера,V – скорость вертикального перемещения опорного катка;1 – µ = 5·104 Нс2/м2; 2 – µ = 6·104 Нс2/м2;3 – µ = 8·104 Нс2/м2; 4 – µ = 30·104 Нс2/м2Также в главе 4 представлены результаты имитационногоматематическогомоделирования,свидетельствующиеовысокойэффективности принудительного охлаждения. В заключение главы 4представлены метод оценки качества СП с учетом преодоления БГМтрамплинови результатытеоретическихисследованийСПсхарактеристиками, определенными с помощью разработанного метода, и СПс характеристиками, полученными с использованием существующихметодов.В главе 5 проведен сравнительный анализ предлагаемой СП и СП,характеристики которой были получены известными методами, для БГМразличных весовых категорий на совокупности дорожных условий.
Вкачестве расчетных случаев моделирования движения по неровностямиспользовались трассы гармонического профиля с длинами неровностей,кратными базам БГМ; полученная моделированием на основенеканонических представлений трасса случайного профиля длиной 1000 м,соответствующая ухабистой лесной дороге средней полосы России (Рис. 10),а также серия трамплинов предельной высоты, как часть периодическихнеровностей, приводящих к «прыжку» машины.Результаты моделирования движения БГМ по неровностям13периодического профиля со скоростями в диапазоне 4 – 16 м/с показывают,что высота периодической «проходной» неровности для БГМ с СП,характеристики которой определены с использованием разработанногометода, составляет 0,39 м.
Это позволяет обеспечить близкий к единицекоэффициент качества СП для удельной мощности БГМ 30 л.с./т, а среднююскорость движения БГМ по ограничениям СП – близкой к средней скоростипри ограничениях возможностей силовой установки при прямолинейномдвижении.абРис. 10. Продольный профиль трассы для левого борта:а – полная длина; б – фрагмент;h – высота профиля; z – продольная координата профиляРезультаты имитационного математического моделирования движенияБГМ по трассе с заданными статистическими характеристикамимикропрофиля типа «лесная дорога» показывают, что использованиеуправляемого демпфирования с характеристиками, определенными согласноразработанному методу, позволяет сократить число «пробоев» на 50 – 80 % всравнении с СП, характеристики которой получены с использованиемсуществующих методов, при росте теплонагруженности в пределах 10%.Результатыимитационногоматематическогомоделированияпреодоления БГМ серии трамплинов с высотой в 1,54 м показывают(Рис. 11), что использование демпфирования, характеристики которогоопределены с помощью разработанного метода, позволяют осуществлятьдвижение БГМ с «прыжками» по неровностям без превышения допустимыхзначений ускорений, передаваемых на подрессоренный корпус БГМ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
