Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Колесные и гусеничные машины

Диссертационная работа:

Узбеков Фуад Минирович. Оптимизация геометрических параметров кузова автомобиля по аэродинамическим характеристикам : ил РГБ ОД 61:85-5/2049

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 5

1. СОВРМЕННЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК АВТОМОБИЛЯ 9

1.1. Основные аэродинамические характеристики автомобиля 9

1.2. Экспериментальные методы исследования аэродинамических характеристик автомобиля 1.2.1. Методы исследования аэродинамических характеристик автомобиля в аэродинамических трубах 13

1.2.2. Условия моделирования движения автомобиля 15

1.2.3. Исследования аэродинамических характеристик автомобиля визуальными методами 22

1.2.4. Исследования аэродинамических характеристик автомобиля в дорожных условиях 1.3. Эмпирические методы исследования аэродинамических характеристик автомобиля 31

1.4. Теоретические методы исследования аэродинамических характеристик автомобиля 35

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК АВТОМОБИЛЯ 42

2.1. Постановка задачи теоретического исследования аэродинамических характеристик автомобиля 42

2.2. Вывод уравнения зависимости подъемной силы автомобиля от его геометрических параметров 46

2.3. Методы определения лобового сопротивления и продольного момента автомобиля 55

2.4. Постановка задачи оптимизации з

2.5. Выбор критерия оптимизации 61

2.6. Выбор независимых параметров оптимизации 70

2.7. Алгоритм оптимального поиска 71

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК АВТОМОБИЛЯ 77

3.1. Экспериментальные исследования модели гоночного автомобиля в аэродинамической трубе 78

3.1.1. Описание установки, экспериментальной модели и приборов, используемых в экспериментальном исследовании 78

3.1.2. Программа проведения экспериментального исследования 86

3.1.3. Методика комплексного исследования характеристик автомобиля в аэродинамической трубе 89

3.1.4. Анализ точности и обработка результатов экспериментальных исследований 91

3.2. Натурный эксперимент в дорожных условиях 95

3.2.1. Объект исследований. Аппаратура и оборудование для аэродинамических испытаний. Условия проведения опытов 96

3.2.2. Программа и комплексная методика проведения дорожных экспериментов 99

4. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ 109

4.1. Результат решения оптимизационной задачи 109

4.2. Анализ математических моделей описания аэродинамических характеристик автомобиля по результатам экспериментальных исследований 117

4.3. Анализ причин несовпадения натурных и модельных экспериментов по фактору подъемной силы. 126

4.4. Анализ эпюр распределения давления воздуха по поверхности кузова гоночного автомобиля 131

4.5. Влияние угла скольжения на аэродинамические характеристики гоночного автомобиля HI

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ 150

ЛИТЕРАТУРА 152

ПРИЛОЖЕНИЕ 1  

Введение к работе:

В "Основных направлениях экономического и социального развития СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 года", утвержденных ХХУІ съездом КПСС, намечена большая программа работ по развитию и совершенствованию автомобильного траспорта страны. При этом одной из важнейших задач является создание новых автомобилей - более экономичных, надежных и безопасных.

Требование к экономичности вызвано в первую очередь тем, что на долю автомобильного транспорта приходится около 20 $ жидкого топлива, расходуемого в народном хозяйстве. Одним из способов улучшения топливной экономичности автомобиля является уменьшение аэродинамических составляющих общего сопротивления движению. Наиболее значительное снижение энергетических потерь на преодоление сопротивления воздуха достигается использованием при разработке формы кузова автомобиля методов оптимального проектирования по критериям, связанным с аэродинамическими характеристиками.

Наряду с экономичностью, весьма важным является требование обеспечения хорошей управляемости, устойчивости и активной безопасности. Эти характеристики при скоростном движении в существенной мере связаны с аэродинамическими качествами автомобиля и, в частности, с изменением вертикальных реакций на колесах.

С целью наиболее полной оценки аэродинамических свойств автомобиля в настоящее время проводятся обширные экспериментальные исследования как в дорожных условиях, так и в аэродинамических трубах. Основной акцент в этих исследованиях делается на поиск конструктивных решений, позволяющих снизить коэффициент лобового сопротивления и повысить устойчивость автомобиля к порывам бокового ветра. Несмотря на большое число достаточно разработанных экспериментальных методик, опытное определение аэродинамических функций

и воздействие на них конструктивными факторами - процесс трудоемкий и требующий значительных материальных затрат.

Определение аэродинамических характеристик автомобиля является сложной теоретической и технической задачей, которая характеризуется совокупностью факторов, зависящих не только от конструктивных особенностей кузова, но и от параметров движения автомобиля. Условия движения, как показал опыт проведения работ по испытанию автомобилей в аэродинамической трубе и дорожных условиях, трудно смоделировать таким образом, чтобы они были адекватны в обоих экспериментах, что отражается на результатах определения аэродинамических характеристик и, как следствие, на возможность достоверного выбора конструктивных решений кузова.

Исследованию взаимодействия автомобиля с воздушной средой посвящено достаточно много работ /10,11,29,31,33,45,50,72,74,81/. Несмотря на это ряд вопросов, касающихся исследования влияния формы кузова автомобиля на его аэродинамические характеристики и, следовательно, установления обоснованных требований к изменению конструкции кузова при проектировании, а также методы определения аэродинамических параметров автомобиля как расчетным, так и экспериментальным путем исследованы недостаточно.

ЦЕЛЬЮ РАБОТЫ является совершенствование формы кузова автомобиля и разработка методов оптимизации его конструктивных элементов на основе теоретического и экспериментального исследования аэродинамических характеристик автомобиля.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Использование теории потенциальных течений идеальной жидкости позволило впервые в отечественной практике получить аналитическую модель для определения аэродинамических характеристик автомобиля, имеющего достаточно гладкую форму кузова, которая удовлетворяет условиям безотрывности обтекания. Модель дает возможность рассчитать основные аэродинамические параметры уже на ранних стадиях проектирования автомобиля.

Примененная методика оптимизации конструктивных элементов кузова на основе использования двух математических моделей, а именно, аэродинамической и оптимизационной является принципиально новой при проектировании автомобилей. Сопоставление результатов расчетов с экспериментальными данными, полученными в аэродинамической трубе и при натурных испытаниях автомобиля, показало возможность применения разработанных методов для расчетов аэродинамических параметров автомобиля и, как следствие этого, возможность оптимизации конструктивных элементов кузова на стадии проектирования.

Предложена комплексная методика аэродинамических испытаний автомобилей в дорожных условиях, которая позволяет получить практически все важнейшие аэродинамические характеристики автомобиля без использования аэродинамических труб.

Предложен способ учета влияния неподвижного экрана на коэффициент подъемной силы автомобиля при моделировании его взаимодействия с воздушным потоком в аэродинамической трубе, что значительно повышает точность определения вертикальных нагрузок при модельном эксперименте.

НА ЗАЩИТУ ВЫНОСИТСЯ:

- аналитическая модель, описывающая взаимодействие автомобиля с набегающим потоком воздуха, составленная на основе использования теории потенциальных течений идеальной жидкости;

- метод определения оптимальных геометрических параметров кузова автомобиля по критерию максимальной аэродинамической прижимающей силы, и с ограничениями на лобовое сопротивление и распределение вертикальных аэродинамических нагрузок по осям автомобиля;

- метод определения в дорожных условиях вертикальной аэродинамической нагрузки, действующей на автомобиль; - способ учета влияния неподвижного экрана на величину коэффициента подъемной силы, который определяется при модельных экспериментальных исследованиях в аэродинамической трубе.

Результаты аэродинамических исследований автомобилей, представленные в виде технических справок и итоговых отчетов, исполь-зуготся в конструкторско-экспериментальных разработках по усовершенствованию существующих и проектированию перспективных моделей гоночных автомобилей серий "Эстония" и "МАДИ", способствуя улучшению их динамических и эксплуатационных характеристик, и повышению конкурентноспособности.

Диссертация состоит из введения, четырех глав и выводов. Содержит 127 страниц машинописного текста, 38 рисунков, 8 таблиц, I страницу приложения. Список использованной литературы содержит 108 наименований.  

Подобные работы
Крутолапов Виталий Евгеньевич
Метод улучшения виброакустических характеристик кузова легкового автомобиля применением вибродемпфирующих материалов
Ле Чонг Кыонг
Улучшение вибрационной характеристики силового агрегата полноприводного легкового автомобиля при движении по неровной дороге методами многокритериальной параметрической оптимизации
Переверзев Сурен Борисович
Улучшение обтекаемости легкового автомобиля путем совершенствования параметров кузова
Горелов Василий Александрович
Прогнозирование характеристик криволинейного движения полноприводного автомобиля с формулой рулевого управления 1-0-3 при различных законах управления колесами задней оси
Курочкин Филипп Филиппович
Метод выбора рациональных характеристик процесса переключения в автоматической коробке передач автомобиля
Лазарева Анна Николаевна
Разработка методики расчета базовых параметров и характеристик гибридной энергосиловой установки параллельной компоновочной схемы для легкового автомобиля
Абдулов Сергей Владимирович
Повышение динамических характеристик гидромеханической трансмиссии транспортной машины на основе оптимизации управления переходными процессами
Нгуен Гуй Чыонг
Разработка метода снижения виброакустической нагруженности полноприводного легкового автомобиля путём оптимизации параметров силового агрегата и трансмиссии
Шохрин Борис Зиновьевич
Улучшение баланса мощности промышленного трактора общего назначения с гидромеханической трансмиссией путем оптимизации её параметров
Орлов Лев Николаевич
Комплексная оценка безопасности и несущей способности кабин, кузовов автомобилей, автобусов

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net