Выбор рациональных параметров системы подрессоривания быстроходных гусеничных машин (1095018), страница 20
Текст из файла (страница 20)
В процессе моделирования поступательная скорость ГМостается постоянной. Длина трассы выбирается из условия, что она достаточно полно представляет данный случайный процесс.Изучение данных, полученных в результате моделирования, позволитне только оценить плавность хода ГМ, но и сделать выводы об особенностяхконструкции и спрогнозировать нагруженность элементов подвески. Так,наличие ненулевых вертикальных сил от грунта на направляющем или ведущем колесе свидетельствует о том, что при движении имело место их «утыкание» в неровности грунта. Записи усилий в амортизаторах и рессорах даютисходные данные для расчетов этих элементов на долговечность.Оцениваемые выходные параметры:- среднеквадратические ускорения на месте механика-водителя;- частота пробоев подвески при заданной скорости движения ГМ.Исходным данными для моделирования являются инерционные, кинематические и силовые параметры ГМ, а также дорожные условия, а именно:- масса ГМ;- момент инерции относительно продольной оси, проходящей черезцентр масс ГМ;156- геометрические параметры ходовой части (координаты катков относительно центра масс корпуса ГМ, координаты ведущих и направляющих колес и т.д.);- силовые характеристики индивидуальных подвесок катков, какфункции ходов и скоростей их перемещения относительно корпуса ГМ;- характеристики изменения радиальных сил деформаций бандажейкатков (шин), как функция изменения радиусов контакта катков с поверхностью;- функция кусочно-линейного профиля трассы в вертикальнойплоскости, заданная координатами точек.При этом следует отметить, что массы неподрессоренных элементовходовой части приведены к оси катков, а подвеска принимается «свечной».Программный комплекс «WinTrak», разработан в МГТУ им.
Н.Э. Баумана [38] и в настоящее время широко используется на практике.Он предназначен для проведения поверочного расчета СП ГМ. Комплекс позволяет моделировать колебания корпуса ГМ на ровном горизонтальном основании, равномерное движение по трассам, в том числе с периодическим (гармоническим) и случайном профилем.В качестве результатов расчетов могут быть получены:1) при проведении расчета свободных колебаний:а) параметры свободных колебаний:- период продольно-угловых и вертикальных колебаний корпуса;- степень затухания продольно-угловых и вертикальных колебанийкорпуса;б) параметры статического положения корпуса:- вертикальная координата центра масс и дифферент корпуса;- статические хода катков;- сила натяжения гусеницы;157в) удельная потенциальная энергия подвески.; г) записи параметров колебаний (вертикальных и продольно-угловых);2) при моделировании движения ГМ по трассам - записи параметровколебаний:- вертикальные и продольно-угловые колебания корпуса, их скорости и ускорения;- вертикальные координаты катков, их скорости и ускорения;- хода катков относительно корпуса, скорости и ускорения в относительном движении;- силы действующие на упругие и демпфирующие элементы подвески, на бандажи катков, на направляющее и ведущее колеса при взаимодействии их с опорной поверхностью;- сила натяжения гусеницы, ее длина, деформация и скорость деформирования;- вертикальная координата, скорость и ускорение любой точки корпуса ГМ;- анимационный фильм, создаваемый по результатам моделирования движения ГМ по трассе.При этом характеристики, рассчитываемые программой, соответствуютпоказателям, по которымреально оцениваются транспортные машины впроцессе испытаний, а полнота математической модели и применяемый численный метод позволяют получить значения, соответствующие действительности.
Расчетная схема ГМ приведена на рис. 4.22.158Рис. 4.22. Расчетная схема ГМОсновным способом модернизации СП БМП-2 с целью повышениябыстроходности является установка более мощных амортизаторов иизменение углов установки торсионных валов с целью повышенияпотенциальной энергии подвески. В работе [44] было показано, что такиемероприятия позволяют повысить полную массу машины до 1626,5 кг, приэтом средняя скорость машины, ограниченная СП, повышается.Данные по модернизированной ГМ БМП-2, необходимые для расчета,приведены в табл. 4.6.Таблица 4.6Исходные данные для расчетаПараметрыМасса машины, кгПодрессоренная масса машины, кгДлина корпуса, мВысота корпуса, мМомент инерции подрессоренных масс относительнопоперечной оси, проходящей через центр масс ГМ, кг·м2Диаметр торсионного вала, ммРабочая длина торсиона, ммКоличество опорных катков с каждого борта1-го катка2-го катка3-го каткаДинамический ход, мм4-го катка5-го катка6-го каткаОбозначениеМаМпLкНкЗначение16026,514960,56,6081,208Iп58934dтlтn3819266238239260279279280fд159Продолжение табл.
4.61-го катка2-го катка3-го каткаПолный ход, мм4-го катка5-го катка6-го катка1-й каток2-й каток3-й катокНаличие амортизаторов4-й каток5-й каток6-й катка1-й каток2-й каток3-й катокНаличие упоров4-й каток5-й каток6-й каткаПередаточное число от гидроамортизатора к катку (среднее)Расстояние от центра подрессоренных масс до вертикальнойоси, проходящей через посадочное место механикаводителя, мuга385383401417414412естьестьнетнетнетестьестьестьнетестьнетесть0,43Хм-в1,568fпМомент инерции подрессоренных масс относительно поперечной оси,проходящей через центр масс машины [45](где) кг∙м2- подрессоренная масса машины, кг;- длина корпуса, м;корпуса (включая одну третью часть высоты башни), м;и- высота- эмпирическиекоэффициенты распределения масс [39].ХарактеристикаупругогоэлементасерийнойподвескиБМП-2приведена на рис.
4.23, характеристика упоров на рис. 4.24, характеристикаамортизаторов на рис. 4.25.160Рис. 4.23. Характеристика упругого элемента подвескиРис. 4.24. Характеристика упоров161Рис. 4.25. Характеристика амортизатора серийной БМП-2на 1, 2 и 6 опорных каткахВнашемслучае,дляповышениябыстроходностимашины,демпфирующая характеристика подвески была изменена.
Характеристикаамортизатора модернизированной БМП-2 представлена на рис. 4.26.Геометрическая схема ходовой части БМП-2 приведена на рис. 4.27.Рис. 4.26. Характеристика амортизатора модернизированной БМП-2162Рис. 4.27. Геометрическая схема ходовой части БМП-2Такимобразом,используяэкспериментальныеданныёвертикальным ускорениям на месте механика водителявертикальных перемещений (ходов) первых катковпои данные, полученных спомощью имитационного математиматического моделирования, будем иметьстатистические характеристики СП серийной и модернизированной машины.Статистические характеристики относительного хода первого каткавертикального ускорения на месте механика-водителя ̈иполученные в ре-зультате статистических исследований сведены в табл.
4.7.Таблица 4.7Вариант системыподрессоривания ГМСтатистические характеристики, м/с², м/с²,м̈̈⃛ , м/с³,м̈Серийная машина0,0810,1399,75910,3491000,970,832Модернизированнаямашина0,0450,1214,57611,383114,010,836Здесь- математическое ожидание хода первого катка;персии процессов;⃛,̇,̈- дис-- дисперсия значения третьей производной, характери-зующей скорость изменения максимального ускорения, иногда полагая еемерой плавности движения [98];процессов и ̈̈- коэффициент взаимной корреляции, определяемый следующим выражением:̈〈(̈̈)(̈̈̈)〉163Вычислим среднюю скорость, ограниченную СП модернизированнойБМП-2 [60],Vср.п 11 1V V1[1 Фs ( h0 )] [Фs ( h0 ) Фs ( h1 )] 0 1 Фs ( h1 )V0 2V1 V0Vmax.Расчеты выполнены для исследуемой трассы, для трасс движения ГМ идля грунтовых дорог.При этом для модернизированной БМП-2 использовались следующиеисходные данные:- максимальная высота периодических неровностей, которые ГМспособна преодолевать во всем скоростном диапазоне h1 = 0,174 м;- скорость, соответствующая h1 V1 = 30 км/ч;- максимальная высота периодических неровностей, учитываемых прирешении задач плавности хода военной ГМ h0 = 0,4 м;- вероятности встречи неровностей, высотой менее или равной h0 и h1определялись по рис.
4.9.При этом установлено, что для исследуемого участка трассы Фs(h0) =0,744 и Фs(h1) = 0,385, для трасс движения ГМ Фs(h0) = 0,98 и Фs(h1) = 0,65,для грунтовых дорог Фs(h0) = 0,99 и Фs(h1) = 0,732.Максимальная скорость движения ГМ 65км/ч.В табл. 4.8 приведены значения скоростей, ограниченных СП, наразличных трассах для БМП-2 с модернизированной и серийной подвеской.Таблица 4.8ТрассаИсследуемый участокТрасса движения ГМ [16]Грунтовая дорога [11]Vср.п, км/чМодернизированнаяСерийная ГМГМ22,120,433,730,738,134,9Приростскорости, %8,39,89,2Анализируя данные табл. 4.8 можно сделать вывод, что такаямодернизация ходовой части БМП-2 позволяет повысить среднюю скорость,ограниченную СП на совокупности дорожных условий, в среднем на 9 %.1644 .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
