Чобиток В.А. - Теория движения танков и БМП (1053690), страница 15
Текст из файла (страница 15)
В ПРОДОЛЬНОЙ ВерТИкаЛЬНОЙ ПЛОСКОСТИ Танк СОВЕРШаЕТ КОЛЕ" бания под действием продольных и вертикальных сил, дейстВующих на неГО. На рис. 1ОО приВедена заВисимость резонансной амплитуды «р уГлОВых колебаний корпуса от частоты собственных колебаний ф . Характеристикой упругого элемента называется заВисимость упругой силы рессоры Ру; от перемещения опорного катка ,Рис. 101. Хирзетйристика тОР- СИОННОИ ПОДВССКИ тическая нагрузка на каток Ро;. Перемещение катка от статического положения до Упора балансира в ограничитель хода назы- ~а Рис ~01 приведена также зависимость жесткости рессоры от относи*ельного перемещения катка.
Жесткость рессор современных ~с~~В~ых 40 — 50-т машин 200 ООΠ— 500 ООО Н/м. Подвески, жесткость которых постоянная (с; = содз1), называются лин йн ми ~ (Рис ~02). ~елинейные подвески могут быть с увеличивающейся жесткостьк, 2, уменьшающейся жесткостью 3 и с комбини кованными 4 характеристиками. Характеристикой амортизатора называется зависимость силы сопротивления амортизатора, приведенной к оси катка, от скорости перемещения катка ~;. Различают прямой ход, когда каток идет на корпус Ь:> О), и обратный хОд, когда каток Отходит от корпуса (у < 0) При этом вследствие истечения рабочеи жидкости через отверстия постоянного сечения характеристики имеют аид паРабол (Рис.
103)'. На прямом ходу при ~ ) / „ахдючаатся О~рани~ительный клапан и сила сопротивления амортизатора остается практически постоянной: Это предохраняет детали ходовой части от поломок и ограничиВает силыз деиствующие От амортизатора на корпус. для амортизаторов современных основных, танков Р„„= (40 ООО— 80000) Н. В соответствии с выражением (13О) для определения сил, дей:твуюших от катков на корпус, необходимо знать не только жест,: кость подвески и производные высших порядков от Р; по ~;, не "только коэффициент сопротивления амортизатора и производные .высших порядков от Р; по Д;, но и относительные перемешения В самом деле, при наезде переднего катка на неровность вы~сотой у~ рессора поджимается на величину у;, а при отклонении ! ~"„-$2 Зак. 5231 177 вверх на я и повороте на корму на угол «р — разжимается на величину — г — 1;«р. При таком отклонении корпуса рессора заднего катка за счет угловых колебаний поджимается на величину 1пф.
Из уравнения (135) будем иметь Таким Образом, силы, действующие От катков на подрессорен" ный корпус, зависят от характеристик упругого элемента и амортизатора, а также от кинематических параметров колебаний корпуса (г, ~, «и, ф) и параметров проф иля пути (у,, и;) . Переменный характер величии с, и г, и наличие в разложении силы Р, в ряд Тейлора членов, содержащих производные высших порядков, в общем случае затрудняют анализ колебаний корпуса танка.
Поэтому в теории подрессоривания для выявления влияния характеристик амортизаторов и упругих колебаний на плавность хода рассматривают первоначально малые колебания около статического положения. Малыми колебаниями корпуса называются такие, при которых в случае разложения в ряд Тейлора сил, действующих от опорных катков «подвесок) на корпус танка, без существенной погрешности можно ограничиться тремя первыми членами разложения.
Следовательно, для малых колебаний «137) При малых колебаниях перемещения катка происхОдят около статического положения, поэтому можно принять с; = с = сопв1 и г, = г = сопМ. Выводы, которые дает анализ уравнений, полученных при этом допущении, будут справедливы и для больших колебаний, когда полностью используется Весь ход катка, НО хаРактеристики упругого элемента и амортизатора должны бытк в этОм случае линейными. Запишем Учитывая, что и Введя Обозначения: Э Э 4$ ч Ь21~Р + Ь22~ + Ь2Я + 024Л г Ь~Я вЂ” С Наличию В леВых частях уравнений (140) координат г, ~ и их производных указывает на влияние угловых колебаний на Вертикальные и наоборот. На основании накопленных экспериментальных данных и теоретических исследований установлено, что для реально выполненных конструкций машин Взаимное Влиянию угловых колебаник на вертикальные и Вертикальных на угловыю незначительно.
д " иц анализ выполним испол~зУИ УР~~~~~~~ (141). 13.1. УРАВНЕНИЯ СВОБОДНЫХ КОЛЕБАНИЙ КОРПУСА ТАНКА Предположим, что танк двигался по местности с неровностями и выезжает на ровный участок. После того как все катки оказались на ровном участке, у; = О и у; = О. При этом уравнения (141) приводятся к следующему виду: ПОделиВ Все члены перВОГО ураВнения на 011, а Второго — нй Ь2~, уравнения (142) запишем В виде: Полученные уравнения представляют собой однородные линей- еренциальные уравнения второго порядка с постоянны- фициентами.
МИ КОЭФ Свободными, или собственными, колебаниями системы называют колебания, совершаемые системой после прекращения внешнего воздействия, вызвавшего нарушение ее равновесия. Собственные колебания возникают после переезда единичной неровности или выезда танка с неровностей местности на ровный участок пути, пОсле Выстрела из пушки или резкОГО тОрможении,' вызвавших отклонение корпуса от положения равновесия. Проанализируем влияние характеристик упругого элемента и амортизатора (с и ~) на собственные колебания корпуса танка, рассмотрев для этого собственные колебания при отсутствии и наличии амортизатороВ. но-угловых колебаний.
Полученный результат можно распространить и на Вертикальные колебания, так как свободные Вертикальные и угловые колебания описываются одинаковыми уравне- ВИЯМИ. Чтобы найти общий интеграл этого уравнения, необходимо найти дВЯ линейно незаВисимых частных решения: тогда К:ории а1 и а2 определяются из уравнения а'+ 2р а+ А' = О, разрешая которое относительно а, получим Характер собственных колебаний корпуса танка в .зависимости от состояния системы подрессоривания (наличия амортизаторов, сил их сопротивления) может отличаться. Рассмотрим свободньи колебания корпуса при Отсутствии и наличии амортизаторов в системе подрессоривания. ициент при мнимой части комплексного числа характе- ризует частоту колебательного пропесса, поэтому запишем При ОтсутстВии амортизаторов В системе ф„= О, откуда подрессор иванн я Общее решение диф пуса танка при отсутствии амортизаторов запишется в виде В Опорах балансиров, В ' Осях катков, В шарнирах трзкОВ, что СО временем приводит к затуханию свободных колебаний.
При наличии амортизаторов В системе подрессоривания р~Ф О и могут рассматриваться двз случая: ОЧЕНЬ СИЛЬНОЕ ДЕМПф УМЕРЕННОЕ ДЕМПф Общее решение уравнения свободных колебаний запишется В Виде Так как а1 -,О и а2<.0, то оба слагаемых получен~ного уравнения при ~-+. оо стремятся к нулю. При этом системз, будучи Выведенной из состояния равновесия, медленно Возвращается В Бс" ХОДНОЕ ПОЛОЖЕНИЕ. Окончательно получим аличие в выражении (152) экспоненциального множител ук зывяет ня зятухяюший характер колебаний корпуса танка, причем отклонения корпуса не выходят зя границы значений ~е-Р,.'~рщ, как это пОказанО на рис.
104. сли Взять Отношения Отклонений корпуса, Отличающиеся пО времени на величину периода Т, то олученного выражения следует, что за каждый период коя Й Т отклонения корпуса уменьшаются в ОднО и то же числ этому параметру можно судить Об эффективности ям 14. ВЫНУЖДЕННЫЕ КОЛЕБАНИЯ КОРПУСА ТАНКА Встречающиеся на пути движения неровности Оказывают непрерыВное ВОздейстВие на корпус, который совершает колебательнОе ДВИЖЕНИЕ. Колебания корпуса танка под действием непрерывных внешних возмуЩений назыВаются вынужденными колебаниями.
Уравнения «141) колебаний корпуса танка являются уравнениями вынужденных колебаний для симметричных систем подрессоривания. Решение этих уравнений зависит от способа задания профиля пути. 14.1. ВЫБОР РАСЧЕТНОГО ПРОФИЛЯ ПУТИ В Общем случае проф иль пути в направлении движения является случайной функцией, которая характеризуется чередованием неровностей различной высоты Ь и длины а «рис. 105). Под высо- Рис. 105.
Определение высоты и длины неровности по профилоГрямме пути ния необхОдимо иметь ф ункции распределения по пути высот и ункции для грунтовых дорог и дорог, наезженных гусеничными машинами, приведены на рис. 106. Анализ дорог, наезженных гусеничными машинами, позволяет т- верждать, что форма единичных неровностей, которые наиболее часто встречаются на них, близка к гармонической. На рис. 107 представлены кривые, характеризующие частоту встречи различаого числа одинаковых неровностей, из которых следует, что наиболее часто встречаются подряд 4 — 8 одинаковых неровностей. - той неровности понимают расстояние от касательной к двум соседним впадинам до вершины неровностей, а под длиной — рас: стояние между двумя точками касания.
Для последующей оценки влияния систем подрессоривания на средние скорости движе- При движении по пути с чередующимися подряд одинаковыми неровностями машина на определенной скорости может попасть в наиболее опасный для нее режим движения — резонансный. И если в этом режиме будет обеспечена требуемая плавность хола, то во всех других режимах при движении по этим же неровностям она будет лучше. Все эти соображения говорят в пользу выбора в качестве рас- четного гармонического профиля пути, который обеспечивает по- ,учение при заданной скорости резонансного режима колебаний. ТакОЙ проф координата х характеризует положение центра тяжести полрессорецного корпуса.
Поэтому высота неровности под 1-м опорцум катком будет Определяться уравнением При установившейся скорости движения х = О1, что позволя" ет уравнение (153) записать в виде '~ — круговая частота внешнего возмущения (~' — скорость, м/с); 2к~ — сдвиг фазы внешнего возмущения, передаваемого У Из уравнения (154) для абсолютной скорости перемещения катка по вертикали получим Поделив все члены первого уравнения «141) системы на Ьц, а второго уравнения «141) системы на Ь21, получим: Ф В ф 1 9+2Р~Р +М= 1о 1 С учетом выражений (154) и (155) развернем правые части уравнений (156) системы: где ~1 — решение однородного линейного ференциального уравнения второго порядка; ~2 — частное решение неоднородного ~с правой частью) урав- НЕИНЯ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
