Диссертация (1025364), страница 26
Текст из файла (страница 26)
Б.А. Рабинович в работе [57] приводитданные, что при ударном воздействии и времени действия до 0,01 сек пределдобровольной переносимости наступает при потерянной при ударе скоростипорядка 3 м/с, уровень действующих перегрузок находится в диапазоне от 105g(при времени воздействия 0,009 сек) до 210g (время воздействия 0,006 сек).
Привоздействиитакихперегрузокуфизическихорошоподготовленныхиспытателей наблюдались сильные боли в голове, области крестца ипоясничных позвонков. Очевидно, такие симптомы являются опаснымсигналом возможных повреждений позвоночника и внутренних органов, адопускать действие перегрузок такого уровня крайне нежелательно.Вместе с тем, ссылаясь на исследования, проведенные в работе [90],Б.А. Рабиновичуказывает,чтоприменениеанатомическихкреселсиндивидуально моделированными ложементами, рассчитанными на положениеиспытателя «полулежа» (угол наклона спинки к вертикали 400), даетвозможность комфортного восприятия перегрузок в 16,5g при временивоздействия 0,065 сек.
Эти выводы дают основание полагать, что приуменьшении времени воздействия до 0,03 сек комфортно переносимый уровеньперегрузок вырастет до (33 – 35)g.Стандартные кресла экипажа БГМ, хотя и имеют мягкий ложемент, недают возможности расположиться в наиболее комфортной для восприятияперегрузок позе, кроме того, такая поза невозможна и ввиду необходимостиуправления машиной либо выполнения иных задач. В связи с этим173целесообразно полагать, что гасимая за счет жесткого удара вертикальнаяскорость подрессоренного корпуса не должна превышать значения 2 – 2,5 м/с,так как в этом случае уровень неприятных ощущений практически не выходитза границы комфортного восприятия [58].Предельные разовые перегрузки в направлении «голова – таз»,переносимо воспринимаемые экипажем БГМ, можно представить в виде двухсоставляющих: воспринимаемые за счет гашения скорости СП и при ударебалансиров в ограничители хода.
При этом погашаемая за счет работы СПскорость должна быть такой, чтобы значение перегрузки не превышало 3,5g, апогашаемая скорость за счет удара в ограничители хода – 2,5 м/с.Высота, при свободном падении с которой БГМ наберет скорость в2,5 м/с, составляет 0,32 м. Тогда полная высота свободного падения БГМ сучетом зависимости (4.18) и рассмотренных показателей рассчитывается так:hmax = ɺɺzf полн + 0,32.(4.19)Моделирование свободного падения рассмотренной в данной главе БГМс высоты, рассчитанной по (4.19), то есть hmax = 1,72 м, для СП схарактеристиками демпфера, подобранными по предлагаемому методу,демонстрирует (Рис. 4.24, а) возникновение на подрессоренном корпусеперегрузок, близких к 40 м/с2, время действия которых составляет около 0,15 с,при этом ударная нагрузка отсутствует.Моделирование падения БГМ с характеристикой демпфирующегоэлемента, подобранной по традиционному методу, в тех же условиях,показывает (Рис.
4.24, б) плавный рост перегрузок от 35 до 45 м/с2 в течение 0,1с и следующую за ним перегрузку ударного характера около 7,5g, длящуюся0,03 с.Если проанализировать полученные результаты, можно отметить, чтоуровень и длительность переданных на подрессоренный корпус БГМперегрузок с характеристиками СП, подобранными по предлагаемому методу,находятся в допустимых пределах, в то время как для БГМ с характеристикамиСП,подобраннымитрадиционнымипутем,наблюдаетсяпревышение174допустимого уровня ударных ускорений.При моделировании свободного падения с высоты 1,86 м, при которойгасимая за счет удара скорость достигает 3 м/с (предел добровольнойпереносимости [53]), ускорения, воспринимаемые подрессоренным корпусомБГМ с СП, подобранной в соответствии с предлагаемым методом (Рис.
4.24, в),находятся на уровне 4g при работе СП в течение 0,1 сек, затем следует жесткийудар балансира в отбойник с ростом перегрузок до 8,8g с временем воздействия0,04 с.Для БГМ с СП, характеристики которой подобраны по традиционномуметоду, уровень ускорений при работе СП плавно растет от 3,5g до 4,5g, послечего следует жесткий удар балансиров в отбойники с передачей наподрессоренный корпус перегрузок в 14g, время воздействия составляет0,03 сек (Рис. 4.24, г).абвРис. 4.24.
Запись ускорений, действующих нагподрессоренный корпус БГМ при свободном падении:а, в – СП с характеристиками, определенными предлагаемым методом;б, г – СП с характеристиками, определенными традиционным методом;t – время моделирования, с; z̈ – передаваемые ускорения, м/с2Как показано в [58], перегрузки в 9g приводят к расстройствам зрения иболи в голове, в то время как уровень перегрузок 8g воспринимаетсяиспытателямикак«переносимый».Границапереносимости,очевидно,находится между значениями перегрузок в 8g и 9g. В случае работы СП БГМ схарактеристиками, подобранными традиционным путем, уровень действующихперегрузок практически вдвое превышает переносимый без зрительных175расстройств.ДляБГМсхарактеристикамиСП,рассчитаннымипопредлагаемому методу, уровень передаваемых ускорений находится вдопустимых пределах.
Это показывает, что предлагаемый метод даетпреимущество при проектировании СП машин с высокими показателямиэнерговооруженности и средних скоростей движения.Такимобразом,предлагаемыйметодопределениярасчетныххарактеристик демпфирующего элемента рационален при проектировании БГМс высокими значениями удельных мощностей, движение которых будетпреимущественно происходить на скоростях, соответствующих возникновениюрезонанса по вертикальным колебаниям.4.8. Выводы по главе 41.
Разработанметодопределениярасчетныххарактеристикупругихэлементов СП для ПГР различных конструкций.2. Разработан метод определения расчетных характеристик демпфирующихэлементов управляемых СП.3. Разработан метод оценки теплонагруженности ПГР с различнымивариантами системы охлаждения и без нее.4. Спомощьюхарактеристикразработанногодемпфирующегометодаэлементаопределениясинтезированарасчетныххарактеристикадемпфера для БГМ полной массой 34400 кг и проведена оценка качества СП.5. Спомощьюразработанногометодаоценкитеплонагруженностипроведена оценка теплонагруженности ПГР КМ 6х6.6. Результаты проведенных вычислительных экспериментов показывают,что применение принудительной системы жидкостного охлаждения вкупе сактивнымобдувомрадиатора-теплообменникапозволяетснизитьтеплонагруженность ПГР при типовых режимах нагружения 50–60%.7.
Приведены рекомендации по подбору параметров системы охлаждения.176Глава 5. Сравнительный анализ эффективности предлагаемой итрадиционной систем подрессориваниядля быстроходных гусеничных машин5.1. Определение характеристик систем подрессориванияОсновныехарактеристикиисследуемыхмашинпредставленывТаблице 19. В исследуемых БГМ применена ПГСП, характеристики которойсоответствуют однокамерной однопоршневой ПГР с пассивно-регулируемымуправлением демпфированием по закону А.А.
Дмитриева (Глава 1). Блок-схема,описывающая алгоритм управления, представлена на Рис. 5.1.Таблица 19.Основные характеристики БГМЗначениеНаименование параметраГМ 1ГМ 2Общая масса, кг2500048000Момент инерции продольный, кг⋅м2, х1051,4773,27Число опорных катков по борту7Колея, м2,790Клиренс Hкл, м0,45Приведенная к опорному катку масса неподрессоренныхчастей, кг125240При моделировании движения БГМ по неровностям принималось, чторазличие в работе демпфирующих элементов касается только высокого уровнядемпфирования,демпфированиенизкогоуровнябылорассчитанотрадиционным путем.В расчетах принималось, что ПГСП имеет кинематику прямого хода ПГРс подвижным корпусом. Общий вид кинематической схемы представлен наРис. 5.2.
Необходимые для расчета кинематики параметры приведены вТаблице 20.177Рис. 5.1. Блок-схема управления двухуровневым амортизаторомпо закону А.А. Дмитриева:Условие 1 – проверка «раскрытия» среднего катка и знака вертикальногоускорения корпуса гусеничной машины f k ср ≥ [ f k ср ]кр и ɺzɺc < 0; Условие 2 –проверка режима работы демпфера, d =µmax; Условие 3 – смена знакавертикального ускорения корпуса машины, ɺzɺc > 0; Условие 4 – проверкаскорости продольно-угловых колебаний корпуса гусеничной машины(переключение амортизатора на режим минимального сопротивления) дляпередней группы амортизаторов l j > 0: φ̇ ≤ 0, для кормовой группы l j < 0: φ̇ ≥ 0;Условие 5 – проверка скорости продольно-угловых колебаний корпусагусеничной машины (включение режима максимального сопротивления) дляпередней группы амортизаторов l j > 0: φ̇>φ̇, для кормовой группы l j < 0:φ̇<–φ̇кр178Рис.
5.2. Кинематическая схема СП с ПГР прямого хода:f – ход катка, м; xшт – ход штока, м; Рк – сила на опорном катке, Н;Pшт – сила на штоке, Н; Rб – радиус рычага балансира, м; Rок – радиус опорногокатка, м; Hкл – клиренс машины, м; H – расстояние от днища машины до осикрепления балансира в корпусе, м; Emax – расстояние между точками крепленияПГР при полностью выдвинутом штоке, м; b – радиус рычага ПГР, м; d –проекция радиуса рычага ПГР на нормаль штока рессоры, м; c – расстояниемежду точками крепления ПГР и балансира в корпусе, м; α – угол междурычагами балансира и ПГР, град; β – угол поворота балансира, град; γ – уголнаклона линии с, град; ε, ψ – вспомогательные углыТаблица 20.Исходные данные для расчета кинематикиНаименование параметраЗначениеГМ 1ГМ 2Толщина гусеницы hгус, м0,0650,1Статический ход опорного катка fст, м0,070,1Полный ход опорного катка fполн, мРасстояние H, м0,440,0780,1Коэффициент динамичности Kдин2,5Заправочная температура Tзапр, К293Рабочая температура Tраб, К413Показатель политропы n1,4179Для определения характеристик упругого элемента были найденыпараметрыкинематики,обеспечивающиенаиболеецелесообразныемассогабаритные характеристики ПГР.
Для этого был использован следующийалгоритм:1. Нахождение угловых положений балансира, соответствующих нулевому,статическому и максимальному ходу подвески:()β ст = arccos ( H кл + H − Rок − hгус ) Rб ;β 0 = arccos ( f ст Rб + cosβ ст ) ; β max = arccos ( cosβ 0 − f полн Rб ) .2. Расчет параметров кинематики ПГР.Расстояние Emax определялось из условия минимального расстояние lminмежду соседними опорными катками по приближенной зависимости:Emax = lmin − 0,1.Для расчета параметров кинематики было найдено минимальное значениепередаточного отношения при полностью выбранном ходе, такое, чтобыдавление от действия сил упругого сопротивления не превышало допустимых:umin = Pк ( f полн , Tраб )([ p ]упр)Sп ,где Pк (fполн, Tраб) – максимальная реакция на опорном катке от действия упругихсил при рабочей температуре ПГР, Н;Sп – эффективная площадь поршня, м2.Далее по известному значению минимального передаточного отношениябыл рассчитан радиус рычага ПГР bmin:bmin = Rб u min .Величины c и γ, отражающие положение точки крепления ПГР накорпусе, определялись по зависимостям:2c = Emax+ b 2 − 2 Emaxb cos ( β 0 − ∆β ) ,где ∆β – корректирующий угол;γ = 2700 − α − β0 − arcsin ( Emax sin ( β0 − ∆β ) c ) ,где α – угол между рычагами ПГР и балансира, град.
Его можно принять180равным α = 700.Выражение для определения значений передаточной функции имеет вид:u (β ) = −bc cos ( α + β + γ )Rб sinβ b 2 + c 2 + 2bc sin ( α + β + γ ).Ход штока в зависимости от угла поворота балансира находится так:xшт = Emax − b 2 + c 2 + 2bc sin ( α + β + γ ) .ВТаблице 21 приведены результаты расчетов кинематики дляисследуемых ПГР.Таблица 21.Расчетные параметры кинематики исследуемых БГМНаименование параметраЗначениеГМ 1ГМ 2Нулевой угол поворота балансира β0, градус48,2663,61Статический угол поворота балансира βст, градус61,2177,16Максимальный угол поворота балансира βmax, градус119,48126,87Расстояние между точками крепления ПГР Emax, м0,6280,694Минимальное значение передаточного отношения umin0,3760,483Радиус рычага ПГР b, м0,1430,218Расстояние между точками крепления ПГР и0,5460,62132,4636,00балансира c, мУгол наклона прямой c к горизонту γ, градусУгол между рычагами ПГР и балансира α, градус70Статический ход штока xшт.ст, м0,0260,047Полный ход штока xполн, м0,1660,228Диаметр поршня Dп, м0,090,11Допустимоедавлениеотдействиясилупругогосопротивления [p]упр, МПа25Определение расчетных характеристик упругого элемента подвескипроизводилось по представленному в главе 4 алгоритму.1811.
Определение заправочного объема пневмокамеры:V0 = Sп xшт.полн +nxшт.дин .′ − 1 K дин2. Определение заправочного давления в пневмокамере:n Pст u ( β ст )′xшт.дин n K динp0 = . xшт.полн n K динS′−xпшт.ст Результаты расчетов приведены в Таблице 22.Таблица 22.Расчетные параметры ПГР исследуемых БГМНаименование параметраЗначениеГМ 1ГМ 2Заправочный объем пневмокамеры V0, х10-3, м32,0344,087Заправочное давление в пневмокамере p0, МПа6,336,11Приведенные к опорному катку характеристики упругих элементовподвески для исследуемых БГМ приведены на Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
