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:

Ага Никита Владимирович. Разработка методов расчета показателей качества нелинейных виброзащитных систем автомобиля с учетом многообразия условий эксплуатации : диссертация ... кандидата технических наук : 05.05.03 / Ижев. гос. техн. ун-т.- Курган, 2007.- 198 с.: ил. РГБ ОД, 61 07-5/5250

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Стр.
Введение 4

ГЛАВА 1 Аналитический обзор состояния вопроса. Постановка задач исследования 12

  1. Актуальность проблемы повышения качества виброзашитных систем АТС. Влияние колебаний на организм человека, безопасность движения, долговечность автомобиля . 12

  2. Критерии оценки воздействия вибрации на организм человека. Нормирование плавности хода автомобиля 14

  3. Расчет показателей качества виброзащитных систем АТС. Обзор существующих математических моделей виброзащитных

систем и программных средств 17

  1. Современные тенденции в конструировании виброзащитных систем автомобилей. Виброзащитные системы с управляемыми параметрами 21

  2. Проблемы оценки качества виброзащитных систем автомобиля.

Цель и задачи исследования 23

ГЛАВА 2 Экспериментальное исследование закономерностей формирования
процесса колебаний автомобиля и его скоростного режима на дорогах с
повышенным уровнем неровностей 30

  1. Цель экспериментальных исследований.. 30

  2. Аппаратура для исследования колебаний автомобиля 31

  3. Экспериментальное исследование колебаний автобуса КАВЗ-3976 в реальных условиях эксплуатации 35

ГЛАВА 3 Разработка методов расчета показателей качества нелинейных виброза
щитных систем автомобиля с переменными параметрами с учетом многообразия
условий эксплуатации 42

  1. Особенности оценки качества нелинейных виброзащитных систем и виброзащитных систем с управляемыми параметрами 42

  2. Оценка плавности движения автомобиля 48

  1. Оценка долговечности упругих элементов 64

  2. Сравнительные интегральные показатели плавности движения автомобилей и долговечности упругих элементов их подвесок .71

  3. Оценка возможности возникновения нештатной ситуации в виброзащитной системе автомобиля 81

  4. Оценка виброзащитных свойств автомобиля при проезде единичных неровностей 99

  5. Показатели качества виброзащитных систем автомобиля, характеризующие его способность быстро двигаться по дорогам с повышенным уровнем неровностей 110

  6. Программный комплекс для исследования виброзащитных систем автомобиля 117

ГЛАВА 4. Исследование возможности повышения качества передней рессорной
подвески автомобиля при ограниченной длине рессоры 125

  1. Постановка задачи 125

  2. Комплекс сравнительных показателей качества вариантов передней подвески 127

  3. Повышение качества подвески за счет автоматического управления амортизаторами 138

  4. Исследование возможности повышения качества подвески за счет нелинейности ее демпфирующей и упругой характеристик 147

Основные выводы и результаты ..160

Список литературы 165

Приложение 1 172

Введение к работе:

Актуальность темы. Колебания автомобиля, вызванные движением по неровностям автомобильных дорог, приводят к ухудшению всех эксплуатационно-технических качеств автомобиля. Особенностью дорожной сети РФ является относительно малая протяженность дорог с твердым покрытием, что в сочетании с огромной территорией и разбросанностью населенных пунктов диктует необходимость создания виброзащитных систем (ВС) автомобилей (подвеска, сиденья), способных эффективно работать при изменении условий эксплуатации автомобиля в широких пределах.

При эксплуатации автомобиля параметры, задающие режим эксплуатации (параметры микропрофиля дороги, скорость автомобиля, величина его подрессоренной массы) меняются случайным образом. При этом параметры колебательной системы автомобиля, зависящие от степени его загрузки, являются переменными. При использовании системы автоматического управления подвеской меняются также и параметры характеристик подвески с изменением режимов эксплуатации автомобиля. В результате этого сам процесс колебаний автомобиля приобретает нестационарный характер - его статистические характеристики меняются со временем. Поэтому при оценке вибронагруженности водителя и пассажиров необходимо использовать интегральный показатель, учитывающий реальную структуру процесса колебаний автомобиля, интенсивность и продолжительность действия на человека вибрации при различных эксплуатационных режимах автомобиля.

При эксплуатации автомобиля на дорогах без твердого покрытия существенное влияние на формирование его скоростного режима оказывают колебания. Выбирая скорость движения, водитель стремится ограничить собственную вибронагружен-ность, вибронагруженность пассажиров и перевозимого груза, стремится не допустить возникновения нештатной ситуации в ВС, при которой возникает пробой подвески или его пиковые ускорения превысят некоторое пороговое значение. Существующие методы расчета показателей, характеризующих возможность возникновения в ВС нештатной ситуации (среднее число пробоев подвески в единицу времени и др.) основаны на предположении о том, что законы распределения фазовых координат виброзащитной системы являются нормальными. Поэтому они не могут быть использованы для обоснования выбора параметров нелинейных характеристик подвески (энергоемкость буфера сжатия, отношение коэффициентов сопротивления амортизаторов на ходе сжатия и отбоя, скорость перемещения колеса относительно кузова, при которой открываются разгрузочные клапаны амортизаторов и т.д.), т.к. законы распределения фазовых координат нелинейной ВС формируются в зависимости от вида нелинейных характеристик и могут существенно отличаться от нормальных.

Поэтому разработка методов оценки качества ВС, позволяющих оценивать плавность движения автомобиля, долговечность элементов ВС для всей совокупности эксплуатационных режимов автомобиля, оценивать возможность возникновения нештатных ситуаций в нелинейных ВС, и на этой основе осуществлять оценку способности автомобиля быстро двигаться по дорогам с высоким уровнем неровностей является актуальной задачей, решение которой позволит создавать эффективные ВС для автомобилей, значительная доля пробега которых приходится на дороги без

твердого покрытия, а также оптимизировать алгоритмы управления параметрами ВС при использовании ВС с автоматической системой управления.

Цель работы: разработка методов расчета показателей качества нелинейных ВС автомобиля (в частности, с управляемыми параметрами), учитывающих многообразие реальных условий эксплуатации автомобиля и нестационарность возмущающего воздействия на автомобиль со стороны дороги.

Объект исследования: нелинейная ВС автомобиля.

Предмет исследования: числовые характеристики процесса колебаний автомобиля, характеризующие качество его ВС.

Методика исследования: при выполнении теоретических исследований использовались основные положения теории вероятностей, теории случайных процессов, математической статистики, статистической динамики и теории колебаний транспортных средств. Экспериментальные исследования проводились в дорожных условиях с применением специальной аппаратуры и методов математической статистики для обработки результатов эксперимента

Научная новизна:

  1. Разработан метод расчета среднего квадратического значения (с.к.з.) корректированных по частоте вертикальных виброускорений человека на сиденье, которое, согласно ОСТ 37.001.275-84, является показателем плавности движения автомобиля при стационарном процессе колебаний. Метод не требует проведения спектрального анализа реализации ускорений человека на сиденье. При расчете показателя плавности движения используется весовой фильтр, АЧХ которого удовлетворяет определенным требованиям.

  2. Разработан метод оценки плавности движения автомобиля с учетом многообразия условий эксплуатации. В качестве интегрального показателя вибронагружен-ности водителя, пассажира используется эквивалентное с.к.з. корректированных по частоте виброускорений человека (показатель, регламентированный ГОСТ 12.1.012-90 для оценки действия на человека нестационарной вибрации) При расчете этого показателя параметры, характеризующие условия эксплуатации автомобиля (параметры микропрофиля дороги, скорость автомобиля, подрессоренная масса), рассматриваются как случайные величины. Исходными данными для расчета служат законы распределения этих случайных величин.

  1. Разработан метод расчета показателей качества нелинейных ВС, характеризующих возможность возникновения при заданном режиме эксплуатации автомобиля нештатной ситуации в ВС (вероятность пробоя подвески, число пробоев в единицу времени, вероятность отрыва шин от поверхности дороги и т.д.). При расчете этих показателей законы распределения фазовых координат ВС в области больших отклонений от математических ожиданий определяются при моделировании колебаний автомобиля с использованием реализаций возмущающего воздействия со стороны микропрофиля дороги большой длительности.

  2. Разработан метод оценки долговечности упругих элементов нелинейных ВС. Закон распределения амплитуд напряжений в упругом элементе и среднее число циклов нагружения в единиц} времени определяются в ходе моделирования колебаний автомобиля с использованием реализации возмущающего воздействия со стороны микропрофиля дороги большой длительности.

5. Разработан метод оценки способности автомобиля быстро двигаться по дорогам с высоким уровнем неровностей. В основу метода положены закономерности формирования скоростного режима автомобиля при эксплуатации на таких дорогах, полученные в ходе экспериментальных исследований влияния колебаний автомобиля на выбор водителем скорости его движения в реальных условиях эксплуатации

Практическая значимость. Метод расчета с.к.з. корректированных по частоте виброускорений человека на сиденье, основанный на использовании весового фильтра, позволяет в несколько раз уменьшить затраты машинного времени по сравнению с методами расчета, использующими спектральный анализ реализации виброускорений человека. Особенно явно это преимущество проявляется при оптимизации параметров ВС, когда необходимо подверпг/ть анализу большое количество вариантов.

Метод оценки плавности движения автомобиля с учетом многообразия условий эксплуатации с помощью интегрального показателя плавности движения позволяет ставить и решать задачу поиска оптимальных параметров ВС для всей совокупности типичных для данного автомобиля эксплуатационных режимов, оптимизировать алгоритм управления параметрами ВС при использовании ВС с автоматическим управлением параметрами.

Метод оценки способности автомобиля быстро двигаться по дорогам без твердого покрытия, метод оценки возможности возникновения нештатной ситуации в нелинейной ВС направлены на создание ВС автомобиля, позволяющих повысить его производительность, снизить себестоимость перевозок при эксплуатации на таких дорогах, в частности, за счет использования нелинейных характеристик, обеспечивающих снижение вероятности возникновения нештатных ситуаций в ВС автомобиля при высоких скоростях его движения.

Разработанная методика оценки качества ВС автомобиля может быть использована в практике работы конструкторских подразделений на предприятиях автомобильной промышленности. Результаты, полученные в ходе исследования возможностей повышения качества передней подвески серийного автобуса КАВЗ-3976, могут быть использованы для улучшения подвески серийно выпускаемого автобуса, а также при проектировании подвесок новых автобусов КАВЗ.

Реализация. Разработанный комплекс показателей качества ВС автомобиля, а также практические рекомендации по повышению качества передней подвески серийного автобуса КАВЗ-3976 планируется использовать в практике, работы конструкторского отдела ООО «Курганский автобусный завод», результаты работы таїсже используются в Курганском государственном университете при подготовке студентов автомобильных специальностей.

Апробация. Результаты работы докладывались и обсуждались на IV всероссийской научно-технической конференции «Проблемы и достижения автотранспортного комплекса» (Екатеринбург. 2006 г.): IV всероссийской научно-технической конференции «Политранспортные системы» (Красноярск, 2006 г.); на семинарах кафедры «Автомобили» Курганского государственного \ ниверситета (2004-2007 гг.)

Публикации. По теме диссертации опубликовано девять научных трудов.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав. основных выводов и рез\ льтатов, списка литературы из 74 наименований и приложения. Работа содержит 198 страниц машинописного текста. 43 рисунка и 10 таблиц.

Подобные работы
Парфенов Владимир Николаевич
Разработка методов расчета аэродинамического сопротивления движению и воздухообмена в салоне автобуса с кузовом вагонного типа
Шакиров Тахир Мухамедович
Разработка методов расчета параметров и нагруженности модульных объемногидромеханических трансмиссий колесных и гусеничных машин двойного назначения
Шамсутдинов Ильдар Рафисович
Разработка методов расчета и проектирования фрикционно-винтовых соединений автомобилей
Чабунин Игорь Сергеевич
Напряженно-деформированное состояние и разработка инженерного метода расчета обода колеса для бескамерных шин грузовых автомобилей и автобусов
Шелухин Владимир Сергеевич
Моделирование условий эксплуатации при оптимизации подвесок гусеничных тракторов
Ляшенко Михаил Вольфредович
Методы оптимизационного синтеза систем подрессоривания и элементов ходовых систем гусеничных сельскохозяйственных тракторов, адаптированных к условиям эксплуатации
Кочадзе Теймураз Поликарпович
Снижение нагруженности и металлоемкости рессорных подвесок сельскохозяйственных автомобилей типа 4*4 на основе анализа условий реальной эксплуатации
Сироткина Анна Валентиновна
Мониторинг технического уровня и потребительских свойств автомобильной техники на основе результатов испытаний в условиях реальной эксплуатации
Троицкий Виктор Игоревич
Снижение износа шин управляемых колес обеспечением рационального соотношения углов их поворота при эксплуатации легкового автомобиля в условиях города (на примере автомобиля ГАЗ-24 "Волга")
Карпов Валерий Владимирович
Разработка методов оценки безопасности маневра автомобиля

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