Диссертация (1025364), страница 8
Текст из файла (страница 8)
На основании проведенногоисследования автор полагает, что модель хорошо зарекомендует себя припроектировочных расчетах амортизаторов и определении их характеристик.Онеобходимостииспользоватьимитационноематематическоемоделирование для оценки тепловой нагруженности говорит также иА.А. Смирнов в [66]. Разработанная в его работе общая методика полученияММ ПГУ СП ТМ позволяет перейти к ряду типовых конструктивныхэлементов, хотя на самом деле наблюдаетсязначительное разнообразиеконструктивного исполнения ПГУ.
Как отмечает автор, целесообразнаразработка ММ каждого типового узла с последующим соединением их вединую модель ПГУ. А.А. Смирнов показывает, что подобное объединениеможно легко реализовать, если следовать приведенной методике:1. Рассматривать ПГУ без учета конструктивных особенностей, выделив в42нем основные элементы.2. Установить взаимосвязи между типовыми элементами, то есть соединитьсоответствующиевыходыблоковММэлементов(механические,гидравлические, тепловые) так, чтобы их взаимодействие отражало реальнуюструктуру исследуемого ПГУ.
Полученная функциональная схема будетсоответствовать ММ конкретного типа ПГУ. Линейные размеры будут учтенына этапе параметризации модели.3. На этапе параметризации часть необходимых размеров может бытьполучена на основании технической документации на ПГУ, а часть должнаопределяться опытным путем, либо на основании подобия с другимиизвестными конструкциями.В качестве примера автор приводит ММ различных ПГУ, в частности,подробно рассмотрена модель ПГР с двумя ступенями давления, исследованамодель ПГА ГМ-569.Проведенные в [66] исследования показывают, что приведенная методикагодится для моделирования ПГУ любой сложности.
С помощью таких ММстановятся возможными исследование внутренней динамики ПГУ и детальнаяпроработка элементов конструкции. Вместе с тем, данная методика имеетсущественный недостаток, поскольку представляет работу ПГУ «на стенде», вотрыве от взаимодействия с машиной. В связи с этим возникает характернаядля подобных методик проблема выбора режимов нагружения ПГР.
Очевидно,наиболеецелесообразнымиспользованиемданных,будетисследованиеполученныхвповедениярезультатеПГРсматематическогомоделирования движения БТМ. Иными словами, для адекватного учетаповедения ПГР необходимо рассматривать работу СП в связке с машиной вцелом.1.4.Математическоемоделированиепневмогидравлическихустройств системы подрессоривания быстроходных транспортных машинМатематическоемоделированиеявляется наиболее перспективнымнаправлением исследования динамики реальных процессов, поскольку не43требует создания дорогостоящих натурных моделей и соответствующихполигональных трасс, равно как и использования сложных экспериментальныхстендов и установок.
Однако есть и недостаток моделирования – степеньадекватности ММ зависит от глубины описания реальных процессов,происходящих в рассматриваемом механизме. Необходимость возможно болееточного их учета обусловила появление достаточно большого количестваработ, посвященных разработке ММ ПГУ.Приведеннаяв [74]методикаполученияММПГУпозволяетисследовать внутреннюю динамику устройства, в том числе с исследованиемтепловой нагруженности. Дифференциальные уравнения, описывающие работуузла в общем виде, позволяют путем имитационного моделированияисследовать поведение ПГУ «на стенде», то есть предназначены для анализапроцессов при синусоидальном внешнем воздействии.
Однако методиканеприменима при воздействии случайного характера либо же периодического,но имеющего негармоническую форму, поскольку в этом случае возникаетнеобходимость разложения действующего воздействия в ряд Фурье, что влечетза собой либо упрощение формы нагрузки с одновременным снижениемточности моделирования, либо значительное усложнение ММ для сохраненияадекватности модели.А.А. Смирнову [66] удалось разработать методику создания ММразличных ПГУ с приведением любой конструкции к набору типовыхэлементов. Разработанная автором методика позволяет не только исследоватьтепловую нагруженность, но и при некоторых доработках использовать моделькак составную часть при исследовании динамики БТМ.
Вместе с тем, авторомне рассматривались вопросы определения характеристик ПГУ, а модельпредназначена в большей степени для исследования реальных конструкций:необходимость использования конечно-элементных моделей корпусной детали,а также штока и поршней не позволяет проводить исследование СП на этапепроектирования.Е.Б. Сарач в [62] исследовал СП с нецелым числом степеней свободы и44разработал метод выбора характеристик упругих и демпфирующих элементовдля таких систем. Разработанная автором ММ СП как составная часть моделидвижения БГМ позволила провести сравнительный анализ «традиционных» и«фрактальных» СП и хорошо годится для исследования динамики БТМ с СП снецелым числом степеней свободы.
Вместе с тем, вопросам напряженности итепловой нагруженности автор не уделяет внимания, так что разработанный имметод не позволяет учитывать подобные аспекты работы ПГР.Рассмотренныйв [44] методконечных разностей Шмидта принезначительных доработках может подойти для исследования нестационарныхпроцессов теплопроводности как на этапе поверочных, так и проектныхрасчетовПГУ.Результатыисследования,представленныев[82],подтверждают возможность использования метода конечных разностей длярешения поставленных задач.Таким образом, для разработки метода оценки нагруженности и тепловойнапряженности ПГУ БТМ необходимо создание ММ, позволяющей в наиболееобщем виде исследовать внутреннюю динамику процессов, происходящих в СПБТМ.
Для возможности исследования ПГУ на этапе проектированияцелесообразен уход от конечно-элементных моделей к более простым иуниверсальным приближенным методам учета процессов нагрева устройств.1.5. Математическое моделирование внешних условий движениябыстроходных транспортных машинВ подавляющем большинстве случаев БТМ предназначены для движенияпо грунтовым дорогам и бездорожью, при этом вероятность встречинеровностейировныхучастковприблизительноодинакова,апоследовательность появления участков различного профиля описываетсянекоторым случайным законом. В связи с этим в общем случае необходиморассматривать расчетный профиль пути как реализацию некоторой случайнойфункции, характеризующейся математическим ожиданием и корреляционнойфункцией. Кроме профиля пути, на плавность хода БТМ влияют также и иныефакторы, непосредственно не зависящие от характера опорного профиля, но45подлежащие обязательному учету при моделировании динамики движенияБТМ.
В общем случае всех их можно разделить на четыре категории:− продольный и поперечный профиль опорной поверхности в вертикальнойплоскости zгр(x);− коэффициент сопротивления прямолинейному движению машины fгр(x) икоэффициент сцепления ϕгр(x);− силовые и инерционные характеристики моторно-трансмиссионнойустановки (МТУ);− силовые и инерционные характеристики систем вооружения.При рассмотрении динамики движения БТМ по понятным причинамчетвертый фактор можно исключить из рассмотрения, в то время как остальныетребуют пристального к себе внимания. Профиль опорной поверхности взависимостиотхарактерараспределениянеровностейвпоперечномнаправлении может быть симметричным и несимметричным.
В первом случае,очевидно, в колебаниях подрессоренного корпуса будут превалироватьпродольно-угловые и вертикальные колебания, во втором – поперечно-угловыеколебания. В зависимости от значения и соотношения сил сопротивления исцепления с опорным основанием, определяемых значением соответствующихкоэффициентов, будут меняться скорость движения машины и степень влияниянеровностей на плавность хода. Тяговые свойства машины, определяемыесовместным действием силовой установки и трансмиссии, очевидно, такжеопределяют скоростной режим движения машины. Кроме этого, в вопросахисследования плавности хода БТМ можно исключить влияние криволинейногодвижения и рассматривать только прямолинейное движение по неровностям.Попытки применить к дорожным условиям принципы статистическихметодов исследования стали предприниматься достаточно давно.
Одним изпионеров в этой области является А.А. Силаев. В работе [65] он впервыеуказывает на необходимость исследования колебательных процессов с позициианализа внешних возмущений. Анализируя характер встречающихся на пути46движения БТМ неровностей, автор делает выводы о практически точномсовпадении закона нормального распределения и характера распределениявысот встречающихся неровностей. Кроме этого, А.А.
Силаев отмечаетвозможностьрассмотрениетиповыхпрофилейдорогкакэргодичныхслучайных процессов, то есть таких случайных процессов, отдельнаяреализация которых несет в себе практически полную информацию обо всемансамбле реализаций. Такое представление дает возможность значительноупростить представление параметров случайного профиля, перейдя отусредненныхконтролируемыхзначений,взятыхповсемуансамблюреализаций, к контролируемым параметрам одной выбранной реализации.
Кконтролируемымпараметрамнеровностейкорреляционнаяиотносятсяфункцияфункция,прираспределенияэтомонивысотявляютсяисчерпывающей характеристикой для профиля дороги. А.А. Силаев отмечаеттакже, что статистические характеристики трасс не зависят от конструкциимашины, а потому могут использоваться при расчете СП любых БТМ.С.С. Дмитриченко и Ю.А. Завьялов в работе [21] приводят сходныевыводы, уточняя при этом, что для статистической оценки профиля пути,встречающегося на заданнном типе дорог, достаточно обработки участкадороги длиной 1000 м.Авторы работ [54, 67, 71] приводят результаты статистической обработкимикропрофиля трасс БГМ в виде аппроксимированных корреляционныхфункций высот неровностей R(χ) и спектральных плотностей распределениядисперсий S(ω).Другой подход к оценке и заданию характеристик микропрофиля дорогипредлагается В.А. Савочкиным и А.А. Дмитриевым.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
