Диссертация (1025364), страница 10
Текст из файла (страница 10)
В.П. Аврамов в [1] отмечает, что для практического решения задачтеории подрессоривания необходима ММ движения машины по местности,учитывающая совместную динамику корпуса, силовой установки и ходовойчасти.Современные ММ движения БТМ по заданному профилю дорогидемонстрируют высокий уровень соответствия результатов моделированияэксперименту. Хорошо известны методы моделирования для движения машиныпри заданной скорости вращения ведущих колес или заданной характеристикесиловой установки; решения задач взаимодействия направляющих и опорныхкатков с неровностями и с гусеницей, движения катка в отрыве от опорнойповерхности и т.д. [1, 41, 70, 78].В [1] В.П. Аврамов приводит доказательства применимости допущения офизических характеристиках гусеницы как растяжимой упругой ленты снелинейной характеристикой – такое упрощение демонстрирует достаточнуюдля решения практических задач точность, и вместе с тем существенно снижаетиспользование машинного времени при моделировании.
Методы расчета53усилий, воспринимаемых опорным катком при «пробитии» подвески, а такженаправляющим и ведущим колесом при их контакте с грунтом, предложенныеВ.П. Аврамовым, одинаково пригодны как для движения машины подеформируемому грунту, так и для моделирования поведения машины придвижении по «гладким» периодическим неровностям.Интересный метод исследования движения машины с неудерживающимисвязямипонеровностямвыбранавторамиработ[41,46]:задачапространственных колебаний подрессоренного корпуса сводится к плоской, тоесть опорные катки расставлены симметрично относительно продольной оси,проходящей через центр масс корпуса, а опорное основание под обеимигусеницами одинаково.
В качестве обобщенных координат авторы предлагаютпринимать угловые перемещения балансиров относительно корпуса машины, аисследовать поведение опорных катков.Достаточно долгое время в работах по теории подрессоривания контактопорного катка с грунтом полагался точечным. В работах [86, 87] авторамибыла предложена методика учета деформации бандажей катков: примоделировании преодоления машиной единичной неровности и исследованииколебаний ее корпуса были применены различные модели деформациирезиновых шин опорных катков. При этом чем большей детализациейотличалась модель, тем более были приближены результаты моделирования кэксперименту, хотя модели высокой детализации требовали значительногомашинного времени.Точность отображения БТМ в ММ, то есть уровень ее детализации,должна определяться в первую очередь характером потребных для решениязадач. Оптимальное сочетание детализации и упрощений позволяет решатьзадачи теории подрессоривания с высокой точностью и одновременно нетребует значительных ресурсов при имитационном моделировании, что даетвозможность создания ММ со скоростью вычислений, сопоставимых среальным временем и даже превышающих его.Сложность учета в моделях динамики БТМ при движении по заданному54опорномуоснованиюнедаетвозможностииспользованияполныханалитических зависимостей, применяемых для описания реальных процессов,происходящих в СП и в ходовой части машины.
В результате приходитсяприменять упрощенные зависимости, отражающие поведение узлов подвески игусеничного обвода приближенно. Так, например, в работе [20] предлагаетсяэмпирический учет влияния гусеницы, в [1] частное поведение гусеницы дляотдельных условий движения экстраполируют на все возможные случаидвижения машины по неровностям. В [70] автор, ссылаясь на работу [53],предлагаетразделятьдействующимигусеницумежду ниминанаборсосредоточенныхупругодемпфирующимимассреакциями.сТакоерассмотрение гусеничного обвода позволяет достаточно точно учесть егодинамику, хотя и требует для сохранения адекватности весьма точное описаниеработы СП с заданием точной кинематики.Многочисленные исследования показывают, что для решения задачплавности хода точное отображение динамики гусеничного обвода БГМ необязательно.
Г.О. Котиев в работе [34] показывает, что колебания гусеничногообвода не оказывают существенного влияния на характер колебаний корпусамашины в вертикальной плоскости. Вместе с тем, при моделированиипродольного перемещения машины, целесообразно использование гусеничногообвода в качестве звена, передающего усилие от ведущего колеса к опорнымкаткам [34]. Разработанный Г.О. Котиевым метод [34] позволил осуществитьмоделирование поперечно-угловых колебаний корпуса машины за счет разногопрофиля под гусеницами, а, кроме того, создать методику формированияскорости движения ГМ в зависимости от частоты вращения ведущих колес иусловий движения.
В модели учтен не только отрыв катков от опорнойповерхности, но также юз и буксование движителя. Формирование усилия надвижителе производится в два этапа, реализуемых в рамках одного шагаинтегрирования. Первый этап подразумевает «создание тяги», то есть поворотведущего колеса и перераспределение натяжения гусеницы между свободным ирабочим ее участками, без смещения центра тяжести машины. Второй этап –55«передвижение» – перемещение центра тяжести машины в зависимости отполученных реакций грунта от переместившихся траков под опорнымикатками, ведущее колесо на этом этапе неподвижно.Методика,предложеннаяГ.О.
Котиевым,позволяетпроводитьисследование динамики подрессоренного корпуса при движении ГМ понеровностям максимально приближенно к реальному процессу движения. Вчастности, становится возможен подбор характеристики демпфирующегоэлемента, наиболее удовлетворяющей заданным требованиям.На основании приведенного обзора ММ движения БТМ можно отметить,что наиболее подходящей для описания совместной работы машины и ее СПпри движении по неровностям моделью является ММ, представленная в работе[34]. Вместе с тем, для исследования внутренней динамики ПГР, ихнагруженности и тепловой напряженности, необходимо данную модельдополнить дифференциальными уравнениями и связями, описывающимиповедение различных ПГР.Анализ методов определения напряженности и теплонагруженностиПГСПБТМпозволилсформулироватьследующиеосновныезадачидиссертации:− создать имитационную ММ движения БГМ с ПГР по неровностям,пригодную для оценки тепловой нагруженности ПГСП непосредственно впроцессе моделирования движения по неровностям,− провестиверификациюразработаннойММпутемсравнениясостендовыми испытаниями ПГР и в составе БГМ с ПГСП;− разработать метод определения характеристик упругодемпфирующихэлементов ПГСП, а также оценки тепловой нагруженности;− провести сравнительный анализ эффективности СП БГМ различныхвесовых категорий с характеристиками, полученными разработанным методом,и с использованием традиционных методов.56Глава 2.
Разработка математической моделипневмогидравлической рессоры с возможностью учета еевнутренней динамики2.1. Общие принципы построения математической моделиСП БГМ представляет собой блок узлов и агрегатов со значительными поформе и структуре зависимостями взаимодействия, в связи с чем учетдействительного ее характера работы принуждает к использованию сложныхММ. В главе 1 были рассмотрены существующие методы, описывающиеповедение СП с высокой точностью.
Тем не менее, подавляющее большинствомоделей, построенных на основе этих методов, либо не позволяет исследоватьвнутреннюю динамику ПГСП, либо достаточно сложно и не универсально. Наоснове рассмотренных методов была разработана ММ работы ПГСП,учитывающая внутреннюю динамику устройства и являющаяся в достаточнойстепени универсальным механизмом исследования поведения СП в различныхусловиях.Базовые принципы, положенные в основу модели, рассмотрены в [66].ПГР предлагается разделять на физические подсистемы: механическуюпоступательную, гидравлическую, пневматическую и тепловую.При этомконструктивные элементы ПГР – пневмоцилиндры, гидроцилиндр, дроссельнаясистема – будут включать в себя определенный набор подсистем. Так,гидроцилиндр состоит из механической поступательной, гидравлической итепловойподсистем.Пневмоцилиндрвключаетвсебямеханическуюпоступательную, гидравлическую, пневматическую и тепловую подсистемы.Элементыдроссельнойсистемывключаютвсебямеханическуюпоступательную, гидравлическую и тепловую подсистемы.В рамках данной работы в связи с использованием для расчета тепловойнапряженности ПГР метода конечных разностей Шмидта было приняторешение рассматривать тепловую подсистему как отдельную физическую57систему.Таким образом, ПГР представляется набором сосредоточенных масс супругодемпфирующими связями, свойства которых зависят от граничныхусловий.
На массы действуют внешние и внутренние силы, при этом внешниесилы заданы в неявном виде – в форме скорости перемещения штока, – авнутренниесилыпредставляютсобойсилыупругогосопротивлений. Силы неупругого сопротивленияинеупругогоявляютсяисточникомтепловой мощности в ПГР, которая тратится на нагрев деталей и рабочих телПГР.2.2.Основныедопущенияматематическоймодели.Описаниеструктурных элементов математической моделиТак как целью работы является исследование теплонагруженности ПГСП,при разработке модели были приняты следующие допущения:1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
