Стрелков А.Г. - Конструкция быстроходных гусеничных машин (учебное пособие) (1053687), страница 72
Текст из файла (страница 72)
√A² ωл +F²Примечание. Графики рис.15 построены по формулам (15)-(17) с учетом того, чтоωл = І с¯¹, p = 0, А = 0,1м, F = 0,1м/с².2. При установке амортизатора бесконечного возрастания амплитуд Bп, Bc, By врезонансной зоне (ωл = ω) нет и чем больше сопротивление амортизатора, тем нижеих «пики» (рис.16). Вместе с тем чем больше частоты возмущений в зарезонансной369зоне и чем мощнее амортизатор, тем скорее происходит увеличение ускорений«тряски» (рис.16,в). В связи с этим в зарезонансной зоне желательно амортизаторыотключать.Влияние жестокости упругого элемента можно оценить, проследив изменениеамплитуд перемещений, скоростей и ускорений в резонансной зоне при изменениичастоты собственных колебаний, которая зависит от жесткости упругого элемента［см.
экспликацию к формуле (ІІ)］. Резонансные амплитуды перемещений (рис. 16,а, пунктирная кривая 4).Bп = √A²( ωл²+p²)+p²= √A₂(ωл²/p²+1)+F²/p²ωл²(18)p² ωл²минимальны при частоте собственных колебаний подрессоренной массыωА = √F/A(19)Поэтому уменьшение жестокости упругих элементов относительно оптимальногоее значения нежелательно, так же как и ее увеличение.Резонансные амплитуды скорости (рис.16,б)Bп= ωлBп = √А²( ωл² + 1)ω²л + F²(20)p²p²возрастают с увеличением жесткости упругого элемента и не могут быть меньшевеличины F/ p, зависящей от динамического возмущения.370371372Рис.16. Амплитудно-частотные характеристики вынужденных вертикальныхколебаний одноопорной подрессоренной массы при наличии амортизатора:а – перемещения; б – скорости; в – ускоренияРезонансные амплитуды ускорений (см.
рис. 16,а)By =ωл²Bп= √А²ωл ( ωл²+ 1) + F² ωл²(21)p²p²с увеличением жесткости упругого элемента растут более интенсивно, чемрезонансные амплитуды скоростей.Примечание. Кривые (на рис. 2.16 а, б и в) рассчитаны по формулам (18), (20),(21) на основе следующих исходных данных: ωл = І с¯¹, А = 0,1м, F = 0,1м/с².Реальные колебательные процессы ВГМ гораздо сложнее, что обусловлено нестолько многоопорностью машин, сколько нелинейностью характеристик подвесоки демпфирующих элементов систем их подрессоривания, а также явлениями«зависания» опорных катков на амортизаторах или балансирах.Нелинейность характеристик упругости подвесок (систем подрессоривания)373вызвана ограничителями хода опорных катков, кинематикой передачи усилий отопорных катков к корпусу машины через балансиры и собственно упругимиэлементами с нелинейными зависимостями сил реакций от величин деформации и т.д. (рис.
17).Принципиально нелинейные характеристики упругих элементов подвесок могутбыть двух типов (рис.18): с увеличивающейся [C' (f₁)<C'(f₂)] и уменьшающийся [C'(f₁)> C'(f₂)] по мере увеличения деформации упругого элемента жесткостью. В связис этим и частоты собственных колебаний ωл оказываются зависимыми отдеформации f или, что то же самое, от амплитуд перемещений корпуса машиныBп. Потому «скелетные» линии будут не вертикальными прямыми (см.
рис.15), каку линейных систем, а кривымиω = ωл (Bп) = √С'(Bп)m(22)наклоненными в сторону более высоких частот, если жесткость (частотасобственных колебаний) увеличивается с увеличением амплитуды перемещения(рис.19,а) и в сторону низких частот – в противном случае (рис.19,б).Соответственно окажутся наклоненными и «пики» амплитудно-частотныххарактеристик, точки которых группируются вблизи «скелетных» линий. Есличастота возмущения будет равна, например ω' (см.
рис.19,а), то корпус машиныможет колебаться или с амплитудой 1, или – 2, или – 3, На самом деле колебания самплитудами 1 и 2 практически никогда не происходят.Рис.17. Общий вид характеристики торсионного упругого элемента ВГМСогласно теории нелинейных колебаний, ветви СЕ амплитудно-частотныххарактеристик соответствуют неустойчивым амплитудам колебаний и практически374могут быть получены расчетным (теоретическим) путем. Колебания с амплитудами,соответствующие участкам BF, могут наблюдаться только при плавном увеличении(см. рис.19,а) или плавном уменьшении (см.рис.19,б) частоты внешнего возмущенияот значения, соответствующего точкам В. Если такие условия не соблюдаются, тоамплитуды колебаний корпуса машины ограничены только кривыми АВСDамплитудно-частотных характеристик.Рис.
18. Типы характеристик упругих элементов подвесок375Рис.19. Амплитудно- частотные характеристики нелинейных подвесок: - C' (f₁)<C'(f₂); б - C' (f₁)> C'(f₂)Таким образом, амплитуды колебаний машин можно ограничивать не только за376счет установки амортизаторов, но и за счет использования систем подрессориванияс нелинейными характеристиками упругости. В эксплуатации поэтому важноследить за исправностью устройств, обеспечивающих нелинейность: упругихограничителей хода балансиров (БМП-2), пневматических рессор (ГМ-352) и т.д.Ограничение практически устойчивых амплитуд колебаний корпуса гусеничноймашины в режимах, близких к резонансным, за счет нелинейности характеристикупругости системы подрессоривания не означает, что надобность в амортизаторахдля таких систем отпадает.Профессор А.А.
Дмитриев показал, что уменьшение амплитуд колебаний корпусамашины может быть достигнуто двумя путями: обеспечением достаточной общейнелинейности системы подрессориванием по упругим свойствам (ограничениемколебаний за счет деформации резонансных характеристик); повышениемдемпфирования колебаний корпуса установкой в систему подрессоривания мощныхамортизаторов.При первом пути уменьшение колебаний достигается за счет нелинейностихарактеристик упругости, а амортизаторы играют второстепенную роль(демпфируют малые колебания), но увеличивают общую нелинейность системподрессоривания при отрыве опорных катков от грунта.При втором пути к нелинейности характеристик упругости особых требований непредъявляется, но амортизаторы должны быть подобраны таким образом, чтобы придопустимых значениях высокочастотных вертикальных ускорений (ускорений«тряски») демпфирование колебаний корпуса в резонансных режимах должно бытьмаксимальным.
Поэтому и один, и другой пути невозможно реализовать безустановки амортизаторов [4].2.1.3.3.Оценочныехарактеристикиипоказателикачествасистемподрессоривания1. В качестве основной характеристики, показывающей влияние системыподрессоривания на скорость движения ВГМ, чаще всего используется скоростнаяхарактеристика (рис.20), которая отражает зависимость максимального значениявысот h неровностей местности, расположенных хаотически, от скорости движениямашины без «пробоев» (ударов ограничителей колебаний корпуса о балансирыподвесок).377Рис.20.
Скоростные характеристики систем подрессоривания некоторых ВГММетодика расчета скоростной характеристики основана на решении с помощьюЭВМ систем дифференциальных уравнений, описывающих колебания ВГМ при еедвижении по гармоническому профилю местности.При экспериментальном получении скоростной характеристики варьируютвысоты неровностей (специально изготовленные «трамплины»), расстояния междуними и скорость движения ВГМ. Для каждого из нескольких расстояний между«трамплинами» определенной высоты находят максимальную скорость движенияВГМ, при которой не происходят «пробои» системы подрессоривания, и пополученным точкам строят скоростную характеристику.Скоростные характеристики используются в расчетах средних скоростейдвижения при помощи графоаналитического метода, разработанного в академииБТВ.
Из скоростной характеристики определяется один из важных показателейкачества системы подрессоривания – высота «проходной» неровности hпр, то естьвысота неровностей местности, которые ВГМ преодолевает без «пробоев» на любойиз возможных скоростей. Высоты «проходных» неровностей современных ВГМсоставляют 20-22 см, что достигнуто за счет увеличения динамических ходовопорных катков и совершенствования демпфирующих свойств системподрессоривания.2.Следующим важным показателем является скоростной коэффициент качествасистемы подрессоривания378(п)(И)Кп = Vср / Vср(23)(п)где Vср- средняя скорость движения ВГМ с учетом ограничений,накладываемых(И)системой подрессоривания; Vср – средняя скорость движения ВГМ с идеальнойсистемой подрессоривания.Скоростные коэффициенты качества систем подрессоривания современных ВГМприближаются к величине 0,95.
У танков семейства Т-72, например, скоростныекоэффициенты качества системы подрессоривания составляют 0,90-0,94, у танков Т80 – 0,94-0,95. Наиболее совершенной в настоящее время считается системаподрессоривания танка «Леопард -2» с коэффициентом качества 0,98.Многие исследования и опыт эксплуатации ВГМ показывают, что системыподрессоривания должны обеспечивать:скоростной коэффициент качества Кп ≥0,95;недопущение линейных вертикальных ускорений носовой части корпуса машиныбольше 3,5g при движении по неровностям высотой до 0,2м на любых скоростяхдвижения;угловые продольные колебания корпусов не более 5º при движении понеровностям высотой до 0,15 м без «пробоев» с любыми скоростями движения;время нарастания ускорений от нуля до 2,5 g не менее 0,03 с, то есть ż˙˙< 80 g с¯¹.2.1.3.4. Классификация систем подрессоривания военных гусеничных машинПо способу соединения опорных катков между собой и с корпусом машиныразличаются:системы подрессоривания с индивидуальными для каждого катка упругимиэлементами.
Такие системы применяются на большинстве современных ВГМ. Они внаибольшей степени отвечают требованиям, предъявляемым к системамподрессоривания быстроходных гусеничных машин по простоте конструкции,надежности и обслуживаемости;блокированные системы подрессоривания с тележками для нескольких опорныхкатков, соединяемых с корпусом машины при помощи общих упругих элементов.Недостаток блокированных систем подрессоривания состоит в их низкой живучестииз-за нарушения работы всех катков тележки при поражении одного из них.
Крометого, такие системы недостаточно энергоемки. Блокированные системы насовременных ВГМ практически не применяются. Танки «Центурион» и «Чифтен»(Великобритания), которые оснащались такими системами, уже не производятся,хотя находятся на вооружении армий многих стран мира;смешанные системы подрессоривания, у которых часть опорных катков имеетиндивидуальную связь с корпусом, а остальные объединены в тележки; их можновстретить только на шведских безбашенных танках STRV – 103В.По материалу упругих элементов различают:системы подрессоривания с упругими металлическими элементами, в которыхиспользуется энергия упругой деформации, стали, работающей на изгиб или379кручение.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
