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:

Федин Алексей Павлович. Обеспечение адекватности моделирования рабочих процессов элементов автомобиля при испытаниях на виртуально-физических стендах-тренажерах : Дис. ... канд. техн. наук : 05.05.03 Волгоград, 2006 239 с. РГБ ОД, 61:06-5/1193

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение 5

Глава 1. Моделирование тормозной динамики автомобиля 8

1.1. Рабочий процесс и моделирование процесса торможения автомобильного колеса с АБС 8

1.2. Проблемы моделирования процесса торможения автомобильного колеса в реальном времени 21

1.3. Проблемы оценки и повышения степени адекватности модели процесса торможения автомобильного колеса 27

1.4. Цели и задачи исследования 43

Глава 2. Общая методика создания системы выражений эквивалентной системе уравнений для оценки погрешности результатов моделирования (на примере моделей класса «колесо») 45

2.1. Причины возникновения неустойчивости расчетных схем и погрешностей при моделировании процесса торможения автомобильного колеса 45

2.2. Методика оценки погрешности численного метода, алгоритма и шага интегрирования при моделировании процесса торможения одиночного колеса автомобиля 53

2.3.Определение и анализ изменения погрешности моделирования параметров торможения автомобильного колеса с применением методики «эталонного решения» для разных численных методов, шагов и поверхностей, на которых происходит торможение 64

2.3.1. Общие замечания по значениям погрешностей параметров, определяемых при моделировании процесса торможения одиночного колеса автомобиля 64

2.3.2. Анализ возможности выявления оптимального численного метода для расчета определенного параметра 76

Глава 3. Анализ возможности уменьшения погрешности и времени численных расчетов путем изменения расчетных схем и зависимостей, описывающих процесс торможения автомобиля 81

3.1. Анализ возможности применения выражений вторых производных угловой и линейной скоростей 81

3.2. Анализ уменьшения погрешности численного расчета параметров торможения путем изменения традиционной зависимости (p(S) 86

3.3. Анализ уменьшения погрешности численного расчета параметров торможения путем замены значений коэффициента сцепления 116

Глава 4.Пути совершенствования математической модели процесса торможения автомобильного колеса 127

4.1. Варианты математического описания процесса торможения автомобильного колеса с учетом сил сопротивления движению различной природы 127

4.2. Сравнение результатов численных расчетов параметров торможения автомобильного колеса по различным расчетным схемам 133

Глава 5. Оценка адекватности численной модели процесса торможения автомобильного колеса физическому процессу 160

5.1. Общая методика проверки адекватности и обоснование требований точности численной модели процесса торможения автомобильного колеса 160

5.2. Анализ воспроизводимости натурных экспериментов процесса торможения 173

5.3. Влияние законов изменения тормозного момента в натурном эксперименте и математической модели на расчет параметров торможения 205

Основные результаты, выводы и рекомендации 213

Список использованной литературы 217

Приложение. Исходные данные, постоянные величины, условия торможения, допущения и алгоритмы расчетов, используемые при исследовании процесса торможения автомобильного колеса 235 

Введение к работе:

Автомобильный транспорт является одним из наиболее мобильных и универсальных видов транспорта. Благодаря широкому разнообразию номенклатуры подвижного состава, он успешно используется для выполнения как грузовых, так и пассажирских перевозок, наилучшим образом приспосабливаясь к обеспечению разнообразных потребностей человеческой деятельности [52].

В условиях постоянного увеличения скорости и интенсивности движения важное значение имеют проблемы, решение которых обеспечивает повышение степени безопасности движения [75]. Особое внимание уделяется совершенствованию тормозных систем. Состояние с безопасностью дорожного движения всех стран свидетельствует о том, что имеет место несоответствие технического уровня конструкции автомобиля, в частности его тормозной системы, эксплуатационным условиям. По данным лаборатории дорожно-транспортных исследования Великобритании более половины ДТП в сухой период года и до 70 % при наличии осадков на проезжей части происходит при применении водителями экстренного режима торможения [145], [49]. Решение проблем обеспечения эффективности, устойчивости и управляемости движения автотранспортных средств при торможении потребовало разработки систем автоматического управления торможением колес или антиблокировочных систем (АБС) [63].

Исследования зарубежных и отечественных ученых подтвердили эффективность использования АБС, поэтому, начиная с 01 октября 1991 года, Директива 71/320 ЕЭС и Приложение 13 к Правилам ЕЭК ООН [75] законодательно предписывают установку АБС на грузовые автомобили общей массой более 16 тонн, прицепы и полуприцепы полной массой более 10 тонн, автобусы полной массой свыше 12 тонн. В ближайшее время предполагается распространить эти нормы и на автомобили с полной массой более 3,5 тонн [75].

Современная наука располагает большим разнообразием средств и методов исследования физических закономерностей процессов движения механических систем под воздействием внешних сил. Применительно к процессу торможения автомобиля такие исследования проводятся на натурных объектах, оснащенных комплексом контрольно-измерительной и регистрирующей аппаратуры, а также с помощью методов физического и математического моделирования [146].

Важной особенностью исследования тормозной динамики автомобилей является повышенная опасность при проведении дорожных испытаний, их сравнительно высокая себестоимость и значительные затраты времени. При этом хорошо известно, что последние связаны с самыми большими издержками производства. Поэтому большое внимание специалистами уделяется методам моделирования и совершенствованию стендовых исследований. Развитие средств вычислительной техники и появление мощных персональных компьютеров является стимулом для развертывания широких исследований в данном направлении. Распространение вычислительной техники, ее доступность для инженерного персонала, определило дальнейшие пути развития методов теоретического анализа, который позволяет получить не только качественные, но и количественные результаты с высокой степенью точности. Последнее обуславливает необходимость дальнейшего совершенствования расчетных схем, с требуемой степенью адекватности отражающих реальный процесс торможения АТС [146].

Для заключения о целесообразности принятия того или иного технического решения на стадии проектирования тормозной системы автомобиля с АБС требуется учет ряда существенных нелинейностей. Это обстоятельство не позволяет эффективно использовать для решения полученных дифференциальных уравнений классический метод решения в квадратурах. Поэтому большое значение в решении поставленных задач приобрело использование ЭВМ и численных методов анализа [145]. Одним из минусов практики применения численных методов является то, что они намного менее экономичны по вычислительным затратам в сравнении с методами решения в квадратурах, что существенно усложняет выполнение при использовании традиционных расчетных схем одного из основных требований комплексной технологии моделирования: время расчета процесса при соблюдении необходимой точности должно быть меньше времени его реального протекания.

В данной работе представлен анализ адекватности численных моделей процесса торможения автомобильного колеса, приведено обоснование требований точности к таким моделям. Также представлена методика точной оценки погрешности численного расчета параметров торможения, представлены новые зависимости, с помощью которых можно описывать процесс торможения и проведен анализ точности некоторых расчетных схем в зависимости от условий торможения.

Работа является логическим продолжением исследований по созданию новых технологий моделирования тормозной динамики автомобиля, проводимых в ВолгГТУ, начиная с 1970 года.

Подобные работы
Басыров Руслан Рамилевич
Выбор конструктивных элементов легкового автомобиля особо малого класса по критерию комфортности воздушной среды в салоне
Вазиева Людмила Тотразовна
Математическое моделирование колебательных процессов в стержневых элементах при особых условиях
Апраксин Дмитрий Васильевич
Разработка, исследование и моделирование процессов изготовления интегрально-оптических элементов в кристаллах ниобата лития
Виноградов Юрий Валериевич
Моделирование процесса резания металла методом конечных элементов
Секованова Любовь Афанасьевна
Теория, технология и моделирование процесса взаимодействия основной нити с элементами технологической оснастки ткацкого станка
Федоров Андрей Анатольевич
Моделирование теплофизических процессов критических режимов работы трибосопряженных элементов автомобильных дизелей
Попова Анна Александровна
Математическое моделирование процессов взаимодействия вязкой жидкости с тонкостенными ребристыми элементами гидродинамических демпферов и трубопроводов
Пешков Вадим Вячеславович
Разработка системы компьютерного моделирования физических процессов в сверхпроводниковых гравиинерциальных датчиках методом конечных элементов
Карташева Марина Анатольевна
Математическое моделирование нестационарных газодинамических процессов в областях отрыва потока за элементами летательных аппаратов
Володин Геннадий Тимофеевич
Математическое моделирование процессов развития и действия взрыва зарядов конденсированных взрывчатых веществ на элементы конструкций

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