Диссертация (1025364), страница 27
Текст из файла (страница 27)
5.3. Характеристикидемпферов, рассчитанные по предлагаемому в главе 4 методу, представлены наРис. 5.4. Рассчитанные по традиционному методу характеристики демпферовисследуемых БГМ показаны на Рис. 5.5.Рис. 5.3. Расчетная характеристика упругого элемента подвески:1 – ГМ 1; 2 – ГМ 2182абРис. 5.4. Синтезированные расчетные характеристикидемпферов для высокого уровня демпфирования:а – на прямом ходе; б – на обратном ходе;1 – ГМ 1; 2 – ГМ 2Рис.
5.5. Расчетные характеристикидемпферов для низкого уровня демпфирования:1 – ГМ 1; 2 – ГМ 25.2. Сравнительный анализ систем подрессоривания быстроходныхгусеничных машин при движении по трассам с гармоническим профилемИсследование СП при движении БГМ по трассам с гармоническимпрофилем пути является хорошим способом анализа качества СП, так какпозволяет оценить поведение БГМ при преодолении наименее благоприятныхвидов неровности. Наиболее опасными видами гармонических неровностей, какпоказано в [20], являются неровности с длинами, кратными базе машины (как183правило, проводят исследование для длин неровностей в 1 – 2,5 базы), а также сдлинами 0,8 – 1,0 м и высотой 0,05 м. В первом случае исследование плавностихода БГМ позволяет определить высоту «проходной» неровности, и, какследствие, коэффициент качества СП, то есть среднюю скорость движения БГМпо ограничениям СП.
Во втором – вибрационные ускорения, передаваемые наподрессоренный корпус. Они дают возможность оценки утомляемости экипажаи его способности выполнять поставленные задачи.Сравнительный анализ проводился для БГМ различных весовыхкатегорий, с характеристиками СП, рассчитанными по предлагаемому итрадиционному методам. Параметры БГМ представлены в Таблицах 19 – 22.Режимы движения и соответствующие им профили пути представлены вТаблице 23.Таблица 23.Параметры профиля пути и режимы движения БГМНаименование параметраЗначениеГМ 1ГМ 24,2; 6,3; 8,4; 10,55,2; 7,8; 10,4; 13,01,01,0Длина неровности, м:низкочастотное возмущениевысокочастотное возмущениеСкорость движения, м/с:4 – 16При построении скоростных характеристик СП в качестве критерияпостроения принималось значение передаваемых на подрессоренный корпусвертикальных ускорений, равное 3,5g.
Высота периодической неровности былаограничена значением в 0,65 м, так как считается [63], что периодическиенеровности большей высоты не встречаются. На Рис. 5.6 и 5.7 представленыскоростные характеристики СП для исследуемых БГМ, а на Рис. 5.8 –амплитудно-частотные по ускорениям «тряски».Анализ скоростных характеристик показывает, что для ГМ 1 в случаеиспользования пассивно-управляемой СП, расчетные характеристики которой184определены по предлагаемому методу, высота периодической «проходной»неровности составляет 0,35 м (Рис.
5.6, а); для ГМ 2 – 0,39 м (Рис. 5.7, а).абРис. 5.6. Скоростная характеристика подвески ГМ 1для различных длин неровностей A:а – с пассивно-управляемой СП; б – с традиционной СП;1 – A = 4,2 м; 2 – A = 6,3 м; 3 – A = 8,4 м; 4 – A = 10,5 м;h – высота периодической неровности, м; V – скорость движения БГМ, м/сабРис. 5.7. Скоростная характеристика подвески ГМ 2для различных длин неровностей A:а – с пассивно-управляемой СП; б – с традиционной СП;1 – A = 5,2 м; 2 – A = 7,8 м; 3 – A = 10,4 м; 4 – A = 13 м;h – высота периодической неровности, м; V – скорость движения БГМ, м/сДля БГМ с СП, характеристики которой рассчитаны традиционнымпутем, высота периодической «проходной» неровности составляет 0,19 м дляГМ 1 (Рис.
5.6, б) и 0,23 м для ГМ 2 (Рис. 5.7, б).Для оценки средней скорости движения БГМ по ограничениям состороны СП воспользуемся зависимостью, приведенной в [63]:185Vср.п =1V +V1 11[1 − Fs (h0 )] + ( Fs ( h0 ) − Fs ( h1 ) ) 0 1 + Fs ( h1 )V0 2V1 ⋅ V0Vmax,где V0 – скорость движения ГМ, по достижению которой необходимоучитывать влияние СП на плавность хода;V1 – скорость движения машины, при которой скоростная характеристикаподвески ГМ имеет минимум;Vmax – максимальная скорость движения ГМ;h0 – максимальная высота периодической неровности, встречающейся придвижении ГМ;h1 – максимальная высота «проходной» периодической неровности, которуюдолжна преодолевать ГМ во всем диапазоне скоростей движения;Fs(h0), Fs(h1) – вероятность встречи неровностей высотой до h0 или h1включительно, соответственно.Рис. 5.8.
Амплитудно-частотная характеристика подвески исследуемых БГМ:1 – ГМ 1; 2 – ГМ 2;z̈ – вертикальные ускорения, воспринимаемые подрессоренным корпусом м/с2;V – скорость движения БГМ, м/сИспользованные при расчетах значения параметров БГМ и результатывычисления приведены в Таблице 24.Результаты расчетов показывают, что СП практически не ограничиваетреализацию тяговых возможностей БГМ с удельной мощностью 30 л.с./т, акоэффициент качества СП близок к единице.186Таблица 24.Показатели плавности хода БГМЗначениеГМ 1 ГМ 2Наименование параметраСкорость движения БГМ, км/ч:V020,526,3V123,427,0Vmax70,070,0Высота периодической неровности, м:0,400,40Максимальная высота h0Максимальная высота «проходной» неровности h10,350,39Вероятность встречи неровностей:высотой до h00,980,98высотой до h10,940,97Средняя скорость движения:67,567,5при ограничениях силовой установки Vср.т, км/ч61,666,7при ограничениях СП Vср.п, км/чВибрационные ускорения, воспринимаемые подрессоренным корпусомБГМ (Рис.
5.8) при движении со скоростью 16 м/с (57,6 км/ч), составляют 0,7gдля ГМ 1 и 0,65g для ГМ 2 в случае использования обоих типов СП.Среднеквадратичное значение ускорений, таким образом, составляет 0,5g, тоесть всех случаях находятся в пределах нормы, а утомляемость экипажа придвижении БГМ не будет влиять на способность выполнять поставленныезадачи.5.3. Сравнительный анализ вариантов систем подрессориваниябыстроходных гусеничных машин при движении по трассам со случайнымпрофилемДля оценки качества СП исследуемых машин на совокупности дорожныхусловий было проведено моделирование движения БГМ по трассе сослучайным профилем. В соответствии с приведенной в [35] методикойреализациислучайногопредставлениях,былпроцесса,смоделированоснованнойучастокнаухабистойнеканоническихлеснойдорогипротяженностью в 1000 м.
На Рис. 5.9 представлены продольные профили187трассы для левого и правого бортов.Сравнительное исследование проводилось для БГМ с пассивнойнерегулируемой СП, характеристики которой были подобраны традиционнымметодом,идляБГМсуправляемымпозаконуА.А. Дмитриевадемпфированием, высокий уровень которого был подобран в соответствии спредлагаемымметодом.Ввидусложностипроведениячисленногомоделирования движения БГМ с различными скоростями в рамках одного этапамоделирования было принято допущение о постоянстве скорости напротяжении всего периода движения. Движение производилось со скоростями в6, 8 и 10 м/с; время движения по трассе составляет 50 с. Результатымоделирования представлены на Рис.
5.10 – 5.15.Анализ записей ускорений, воспринимаемых подрессоренным корпусомБГМ, показывает значительное преимущество СП с управляемым по законуА.А. Дмитриева демпфированием, характеристики которого были подобраныпо предлагаемому методу. По Рис. 5.10 – 5.15 видно, что число «пробоев»подвески, сокращается при использовании управляемого демпфирования, а вряде случаев управляемый демпфер позволяет избежать «пробоя» подвески.Вместе с тем, общий уровень ускорений находится в допускаемых для работычеловека пределах.абРис. 5.9. Продольный профиль трассы для левого борта:а – полная длина; б – фрагмент;h – высота профиля; z – продольная координата профиля188абРис.
5.10. Записи воспринимаемых ускорений при VГМ1 = 6 м/с:а – традиционная СП; б – пассивно-управляемая СПабРис. 5.11. Записи воспринимаемых ускорений при VГМ1 = 8 м/с:а – традиционная СП; б – пассивно-управляемая СПабРис. 5.12. Записи воспринимаемых ускорений при VГМ1 = 10 м/с:а – традиционная СП; б – пассивно-управляемая СП189абРис. 5.13. Записи воспринимаемых ускорений при VГМ2 = 6 м/с:а – традиционная СП; б – пассивно-управляемая СПабРис. 5.14. Записи воспринимаемых ускорений при VГМ2 = 8 м/с:а – традиционная СП; б – пассивно-управляемая СПабРис. 5.15.
Записи воспринимаемых ускорений при VГМ2 = 10 м/с:а – традиционная СП; б – пассивно-управляемая СП1905.4. Сравнительный анализ вариантов системы подрессориваниябыстроходных гусеничных машин при преодолении трамплиновДля оценки качества СП при преодолении серии единичных неровностей(трамплинов) было проведено имитационное математическое моделированиедвижения БГМ по недеформируемому опорному основанию в режимепреодоления трамплинов заданной высоты. Иллюстрации продольного профилятрасс для БГМ представлены на Рис.
5.16. Моделирование производилось дляБГМ с характеристиками демпферов, подобранных по традиционному и попредлагаемому методам.Параметры моделируемых неровностей и соответствующих режимовдвижения (скоростей) представлены в Таблице 25.Таблица 25.Параметры движения БГМЗначениеНаименование параметраГМ 1ГМ 2Высота трамплина, м:1,54h1 = 3,5fполнh2 = 3,5fполн + 0,21,74Скорости преодоления трамплина V, м/с:высота трамплина z = h110; 14; 16высота трамплина z = h210; 14; 18Входеимитационногоматематическогомоделированиярегистрировалисьзначенияпередаваемыхнаподрессоренныйкорпусускорений, а также значения ходов опорных катков.
Результаты моделированияпредставлены на Рис. 5.17 и 5.18 и в Таблице 26.абРис. 5.16. Продольный профиль трасс БГМ:а – h1 = 1,54 м; б – h2 = 1,74 м191абРис. 5.17. Иллюстрация воспринимаемыхподрессоренным корпусом ГМ 1 ускорений (h = 1,54 м; V = 16 м/с):а – пассивно-управляемая СП; б – традиционная СП;z̈ – вертикальные ускорения; t – время моделированияабРис. 5.18. Иллюстрация воспринимаемыхподрессоренным корпусом ГМ 2 ускорений (h = 1,54 м; V = 16 м/с):а – пассивно-управляемая СП; б – традиционная СП;z̈ – вертикальные ускорения; t – время моделированияАнализ результатов имитационного моделирования показывает, что БГМс управляемым демпфированием,характеристики которого подобраны попредлагаемому методу, обеспечивают преодоление с хода трамплинов свысотой, равной учетверенному полному ходу подвески исследуемых БГМ, безпревышения уровня допустимых разово действующих на подрессоренныйкорпус ускорений.
БГМ, оснащенные традиционной СП, демонстрируют ваналогичных условиях значительное превышение допустимых ускорений, чтонеблагоприятным образом влияет на работоспособность как экипажа, так иузлов и деталей подвески, установленного на БГМ оборудования и др.192Таблица 26.Результаты моделированияТрадиционная СПНаименование параметраЗначениеГМ 1ГМ 22Передаваемые ускорения z̈ , м/с :преодоление трамплина h = 3,5fполн:V = 10 м/с240150230 *310V = 14 м/сV = 16 м/с230 *240преодоление трамплина h = 3,5fполн + 0,2:V = 10 м/с260175V = 14 м/с400 *230V = 18 м/с160 *160Пассивно-управляемая СПНаименование параметраЗначениеГМ 1ГМ 22Передаваемые ускорения z̈ , м/с :преодоление трамплина h = 3,5fполн:V = 10 м/с140105V = 14 м/с11070V = 16 м/с4045преодоление трамплина h = 3,5fполн + 0,2:V = 10 м/с170115V = 14 м/с150110V = 18 м/с7657* – сопровождается потерей адекватности имитационной математическоймодели5.5.
Оценка тепловой нагруженности систем подрессориваниябыстроходных гусеничных машинПри исследовании СП важным аспектом является оценка ее тепловойнагруженности. Известно, что при движении по неровностям часть энергиисиловой установки рассеивается в виде тепла в демпфирующих элементах СП,увеличиваятемсамымсопротивлениедвижениюТС.Наиболеецелесообразной, таким образом, будет та СП, тепловыделение в которой при193обеспечении заданных показателей плавности хода будет минимальным.
Всвязи с этим исследование СП на тепловую нагруженность на этапепроектирования является обязательной задачей.Для оценки тепловой нагруженности СП было проведено имитационноематематическое моделирование движения БГМ с традиционной и пассивноуправляемой по закону А.А. Дмитриева СП по случайному профилю (Рис. 5.9)со скоростями движения в 6, 8 и 10 м/с. При этом регистрировались средниезначения тепловой мощности, генерируемой демпфирующими элементами.Далее производилась оценка теплонагруженности элементов СП БГМ призаданных тепловой мощности и параметрах теплообмена с окружающей средойпутемимитационногоматематическогомоделирования.Результатымоделирования приведены в Таблицах 27 – 31.Таблица 27.Результаты моделирования движения ГМ 1 с традиционной СПНаименование параметраЗначениеНомер подвески от носа машины1234567V = 6 м/с5,65,13,33,53,44,84,4V = 8 м/с8,77,95,75,96,07,97,8V = 10 м/с11,6 10,78,58,68,911,1 10,7V = 6 м/с149140105110108135127V = 8 м/с180168135138140169167V = 10 м/с201190162163167195190Средняя тепловая мощность N,кВт:Температураустановившегосярежима t, 0С:Порезультатамимитационногоматематическогомоделированиятеплонагруженности СП БГМ видно, что применение управляемого по законуА.А.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
