Совершенствование расчетных методов оценки параметров вибронагруженности элементов конструкции автомобиля

СОДЕРЖАНИЕ
с
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ 7
ВВЕДЕНИЕ 8
1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ЭТАПОВ РАЗВИТИЯ ВОПРОСА
«АВТОМОБИЛЬ КАК КОЛЕБАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА» 16
1.1. Расчетные схемы моделирования автомобиля 17
1.2. Кинематические возмущения 21
1.2.1. Средние характеристики процесса 21
1.2.2. Эргодичность микропрофиля 22
1.2.3. Спектральная плотность 23
1.3. Шина как упруго-диссипативный элемент 24
1.4. Подвеска 28
1.5. Несущая система 29
1.6. Кабина грузовых автомобилей 31
1.7. Выводы по разделу 32
2. РАЗВИТИЕ СПЕКТРАЛЬНОЙ ТЕОРИИ ПОДРЕССОРИВАНИЯ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ С УЧЕТОМ КОНЕЧНОЙ ИЗГИБНОЙ ЖЕСТКОСТИ РАМЫ ГРУЗОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ НА ОСНОВЕ ДИСКРЕТНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ 36
2.1. Принятие расчетной схемы и допущений 37
2.2. Общее математическое описание движения дискретной модели 38
2.2.1. Определение кинетических реакций 40
2.2.2. Определение перемещений «безмассового скелета» системы 44
2.2.3. Определение частотных характеристик системы 46
2.3. Определение матрицы податливости системы 48
2.3.1. Перемещение точек жесткой несущей системы 48
2.3.2. Определение изгибных перемещений упругих лонжеронов 51
2.4. Условия движения и исходные данные 53
2.4.1. Неупругое сопротивление шин 53
2.4.2. Неупругое сопротивление подвесок 54
2.4.3. Кинематические возмущения 54
2.5. Тестирование модели 56
2.5.1. Статические деформации системы 56
2.5.2. Определение резонансных частот и форм лонжеронов рамы 58
2.6. Определение АЧХ точек системы 59
2.7. Определение напряжений в лонжеронах рамы 61
2.7.1. Определение статических нагрузок в лонжеронах рамы 61
2.7.2. Определение динамических нагрузок в лонжеронах рамы 63
2.7.3. Численные характеристики напряжений лонжеронов 67
2.8. Оценка потенциальной разности виброускорений при
использовании моделей с «жесткой» и «упругой»
несущей системой 71
2.9. Выводы по разделу 74
3. ПЕРСПЕКТИВЫ ПОВЫШЕНИЯ РАСЧЕТНОЙ ТОЧНОСТИ
ЗАДАЧИ «ДОРОГА-ШИНА» ПРИ ИССЛЕДОВАНИИ
КОЛЕБАНИЙ АВТОМОБИЛЯ 76
3.1. Численное моделирование случайных дорожных возмущений 76
3.1.1. Теоретические предпосылки получения
микропрофиля из шума 77
3.1.2. Построение численных моделей дорожного микропрофиля 80
3.1.2.1. Подготовка некоррелированного шума 81
3.1.2.2. Определение частотных характеристик фильтров 82
3.1.3. Выводы по подразделу 85
3.2. Совершенствование динамической модели шины автомобиля
на основе нелинейной гистерезисной характеристики 86
3.2.1. Математическое описание модели шины 87
3.2.2. Тестирование модели шины 91
3.2.3. Расчет выходных параметров колебаний подвески
при движении по случайному профилю с гистерезисной
характеристикой шины 96
3.2.4. Выводы по подразделу 97
4. ОЦЕНКА ВИБРАЦИОННОЙ НАГРУЖЕННОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИИ ГРУЗОВОГО АВТОМОБИЛЯ НА ОСНОВЕ КОНЕЧНОЭЛЕМЕНТНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ 99
4.1. Составление расчетных моделей 100
4.2. Численное представление кинематических возмущений 103
4.3. Оценка адекватности моделей автомобиля КрАЗ-6510
по результатам натурных испытаний на плавность хода 106
4.3.1. Оценка расчетных показателей плавности хода
моделей автомобиля КрАЗ - 6510 по ГОСТ 12.1.012-78
и ОСТ 37.001.291-84 106
4.3.2. Оценка расчетных показателей плавности хода моделей
автомобиля КрАЗ - 6510 по МС ИСО 2631 109
4.3.3. Оценка потенциальной вибрационной нагруженности цельнометаллической кабины автомобилей КрАЗ 113
4.3.4. Определение собственных частот и форм колебаний несущей системы автомобиля КрАЗ-6510 118
4.3.5. Определение собственных частот и форм колебаний
грузовой платформы автомобиля КрАЗ-6510 120
4.4. Сравнительный анализ оценки плавности хода плоских и пространственных моделей автомобиля КрАЗ – 6510 123
4.5. Выводы по разделу 129
5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПЛАВНОСТИ
ХОДА АВТОМОБИЛЯ КРАЗ-6510 132
5.1. Оценочные показатели и нормы плавности хода автомобилей 132
5.1.1. Оценка вибронагруженности по ГОСТ 12.1.012-78 132
5.1.2. Оценка вибронагруженности по ОСТ 37.001.291-84 133
5.1.3. Оценка вибронагруженности по ОСТ 37.001.275-84 134
5.1.4. Нормы вибрации по МС ИСО 2631 135
5.2. Результаты экспериментального определения показателей
плавности хода автомобиля КрАЗ-6510 136
5.3. Выводы по разделу 140
ВЫВОДЫ 141
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 143
ПРИЛОЖЕНИЯ 150
Приложение А 151
Приложение А.1. Исходные технические данные
автомобиля УРАЛ-4320 151
Приложение А.2. Допущения, принимаемые при составлении
динамической модели автомобиля УРАЛ-4320  153
Приложение А.3. Эпюры распределений изгибающего момента
в лонжеронах рамы от воздействия силы Р=1 155
Приложение А.4. Формы собственных колебаний лонжеронов рамы 160
Приложение А.5. АЧХ точек динамической модели при скорости 10 м/с 165
Приложение А.6. Расчетные значения и эпюры полных
и динамических максимальных напряжений 173
Приложение А.7. Расчетные значения и эпюры ускорений 180
Приложение А.8. Программные модули MATHCAD расчетов
для автомобиля с упругими лонжеронами 187
Приложение Б 214
Приложение Б.1. MATLAB-модуль генерации дорожного
профиля при испытательных заездах АТС на
участках дорог автополигона НАМИ
по ОСТ 37.001.275-84 214
Приложение Б.2. MATLAB-модуль расчета коэффициентов
времени движения на заблокированных
и разблокированных рессорах 215
Приложение В 217
Приложение Г 218
Приложение Д 221
Приложение Д.1. Основные технические данные автомобиля КрАЗ-6510 221
Приложение Д.2. Конечноэлементные составляющие
моделей конструкции автомобиля КрАЗ-6510 223
Приложение Д.3. Расчет средних квадратичных значений
вертикальных виброускорений 233
Приложение Д.3.1. Расчет средних квадратичных значений
вертикальных виброускорений подрессоренной
части одноосной подвески 233
Приложение Д.3.2. Расчет средних квадратичных значений
вертикальных виброускорений подрессоренной
части двухосной балансирной подвески 239
Приложение Д.4. Основные положения метода прямого интегрирования
уравнений динамики в матричной форме Хаболта 244
Приложение Д.4.1. Алгоритм процедуры пошагового
интегрирования методом Хаболта для ЭВМ 246
Приложение Д.4.2. М-файл реализации алгоритма Хаболта
в среде MATLAB 247
Приложение Е. Результаты натурных испытаний автомобиля
КрАЗ - 6510 на плавность хода 249
Приложение Ж. Авторское свидетельство
на программное обеспечение  252
Приложение З. Акты об использовании
материалов диссертационной работы 254