Файл: Жуков А.В. Колебания лесотранспортных машин.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 97

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

После соответствующих преобразований получаем выраже­ ние для коэффициента динамической поперечной устойчивости полуприцепа в общем виде:

 

 

 

 

 

 

( ( 0 4 _ C l t 0 2 + C 2 ) 2 + ( £ 2 m _ £ l M 3 ) 2

 

'

 

 

 

где

Л ш = ^ , ш З +

( Л 2 + Л 2 ' ) со2+ ( Л з + Л / ) ш +

( Л 4 + Л 4 ' ) ;

 

 

 

 

5 ш = В 1 с о З + , ( / 3 2 + 5 2 ' ) и ) 2 +

( Б з + б з ' )

">+

 

 

 

 

 

 

 

 

(Л, =

2 2 » + п т + 1 n<pnj

зіпшт.;

Л 2

= - 4

 

2?+™+ 1 n^-cos соту -

 

 

 

 

 

 

 

 

coscot;.; Л 3 = 2 п у Е ^ ™ + 1 с » 2

ф п і

sincoT,+

 

 

 

,+2a> 2

Y S?+ n 1 n v n j

sin сот,.; Л 4 =<о 2 у 2 } п + п 1 ") 2 ф п і cos

cox,;

 

Bi=—

2S._™+ ,

п ф п і cos

ш-:,;

£ 2

=

4 n Y 2

 

n m

j

sin шт;. +

 

 

 

+ 2 . = + ]

со2 ф П І

sin шт;.; B 3

= 2 n Y

2 І = + 1

ш 2

ф п і cos

cox,. +

 

 

 

+ 2 c o 2

v 2 i = ^ + 1

лфад cos шху; B 4

=

— co2

Y 2i = + i

 

X

 

 

 

Xsincot,.;

Л 2

' = — 4 п Ф С 2 ] 1 = 1

n v m j cos сот,-;

Л 3

' = 2 п ф с

X

 

 

 

X 2 ] l = 1 c o 2

v m j

sin<oij +2(o\c 'Z?_1

nymi

sinco-;.;

Л 4 '

=

 

 

 

 

= w V ^ j L i ^ v m j cos

сот;.;

Б 2

/ = 4 п ф с 2 ? = 1

nv ,n j

sin шт; .;

 

5 3

' = 2 п ф с

2 ; n = 1

co2 Y m j cos и>^+2а>2

ф с

2?= 1

«Y mj cos сот;. ;

 

 

£ 4 '

=

— С 0 2

ф с

^

f^ymj

s i n

Ш

v) •

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пользуясь полученными расчетными формулами, принимая

во

внимание,

 

что частота

воздействия

 

от дороги

находится в

зависимости от скорости движения

и длины неровностей и учи­

тывая запаздывание, можно определить Kv

при различных ско­

ростях движения и для различных

типов

дорог.

По описанной методике с помощью ЭЦВМ «Минск-22» была оценена поперечная устойчивость прицепов и полуприцепов раз­ личной конструкции Минского автомобильного завода. Исследо­

вания показали, что поперечно-угловые

колебания полуприцепов

при наличии поперечной связи

в седельном

устройстве

значи­

тельно влияют

на

поперечно-угловые колебания тягача.

 

Kv

Построены

и

исследованы

зависимости

коэффициента

от частоты со при скоростях движения от 5 до 60 км/ч.

 

 

Оказалось

(рис. 43), что кривые Kv

имеют не

один,

а

не­

сколько максимумов, наличие

которых

объясняется

запаздыва­

нием воздействия. Как правило, максимальную

амплитуду

имеет


первый максимум, который проявляется при частоте, близкой к собственной частоте поперечно-угловых колебаний полуприцепа.

При увеличении скорости движения расстояние между мак­ симумами увеличивается, а время прохождения автопоездом рас­ стояния между осями уменьшается, следовательно, снижается влияние на коэффициент / ( v запаздывания воздействия и кри­ вая Kv становится более плавной.

 

Т~

~8

IT

Тб

То

Тч

28ы)/с

Рис. 43. Зависимость

коэффициента

К»

от частоты при ско­

 

рости

движения

10(7),

20(2),

40(3)

и 60(4)

км/ч.

Максимальные значения Kv

с увеличением

скорости дви­

жения автопоезда

уменьшаются. Например,

при и = 1 0 км/ч

•Kvmax =2,38,

а при и = 6 0

км/ч / ( v m a x

= l,78.

 

 

Частота

резонансных

колебаний

находится

в пределах от

3 до 5 1/с.

Влияние упругой связи в седельном устройстве на коэффи­ циент динамичности Kv весьма сложно (рис. 44). Исследования показали, что при изменении угловой жесткости с<Ф т ) в седель­

ном устройстве максимальные значения Kv

значительно колеб­

лются. Так, при С(ф-Т) =0, 7 ТС-м/раД /CVmax

= 1 А

При С(ф.-Т)

=

= 70тс-м/рад AV max = 2,0. На различных частотах

характер

из­

менения Kv пр_и изменении С(ф-.Т) различный (см. рис. 44), что объясняется сдвигом кривых в сторону больших частот с увели­ чением жесткости упругой связи.


С увеличением коэффициента сопротивления &((р-Т) коэффи­

циент Kv

уменьшается. Это происходит на всех частотах, одна­

ко на более высоких снижение Kv

становится менее

интенсив­

ным (рис. 45) и при м = 3 0 1/с Kv

полуприцепа при

изменении

степени

демпфирования практически

не изменяется.

Значение

собственной частоты поперечно-угловых колебаний полуприцепа при изменении коэффициента сопротивления остается постоян­ ным.

О

6

К

18

и), 1/С

Рис. 44. Влияние жесткости упругой связи в седельном устройстве тягача на Ki •

Проведенные исследования в основном подтверждают дан­ ные других авторов и доказывают приемлемость предлагаемой методики. Более того, она позволяет получить более точные, чем с применением других известных методов, результаты как для простых, так и для более сложных схем транспортных систем. Предлагаемый метод расчета универсален. Он пригоден для оценки и выбора оптимальных параметров поперечной устойчи­ вости как рассмотренных, так и других типов автопоездов.

П о п е р е ч н а я

у с т о й ч и в о с т ь

л е с о в о з н о г о а в ­

т о п о е з д а . Общая

динамическая модель

лесовозного

авто­

поезда представлена

на рис. 13 (вариант

I),

где условно

пока­

заны упругие и демпфирующие элементы осей тягача и прицепароспуска, средины которых находятся на вертикалях, прове­ денных соответственно через точки А и Б. Колея осей тягача обозначена b , прицепа

1,6

u = /ff

0,8

ш=10

і

CJ=JO

 

 

0

 

1

 

Z

 

 

J

 

4

Кіч-%)ЛМ-с/рад

 

 

Рис. 45. Зависимость Кч

от &;<p---f)

и С;Ф_Т )

при

v=30 км/ч.

 

Центральная продольная ось пакета хлыстов, лежащего на

кониках

тягача и прицепа,

 

обозначена

условной

линией

Ох 03 .

Массы тягача М , прицепа

М ,

и пакета хлыстов

М,,

сосредо­

точенные

в

точках

О ь

0 2

и

0 3

соответственно,

получают

попе­

речные уГЛОВЫе ОТКЛОНеНИЯ -(у<? И

•[ + 0 , ГДЄ

б = (ср

f) /3.

 

Боковой

крен

подрессоренной

массы

тягача

происходит

вокруг оси, соединяющей точки А и Б, которые являются

цент­

рами

крена

соответствующих

осей

[20]. Р а д и у с

к р е н а

мас­

сы М

 

равен

расстоянию

 

от

центра

тяжести

подрессоренной

массы

тягача

до оси АБ (он

обозначен

рк р .т

).

Радиус

 

крена

прицепа

обозначен

р к р п

, центр

крена

расположен

в точке Б.

Расстояние от центра тяжести пакета хлыстов до оси крена

есть радиус

крена

р к р х

. Радиусы

крена находятся из

простых

геометрических соотношений при известных координатах цент­

ров

тяжести масс автопоезда и других параметрах.

 

Упругие и демпфирующие свойства осей автопоезда учиты­

ваются приведенными коэффициентами

угловой жесткости

( C f k

, С<р) И Коэффициентами СОПрОТИВЛеНИЯ

(kyj, & ф ) .


Характеристики осей прицепа кроме упругих и демпфирую­ щих элементов (рессоры, шины, амортизаторы) учитывают кон­ структивные особенности его ходовой системы, в частности чис­ ло осей. Это же касается и задней оси тягача.

Разработанная расчетная схема может быть использована при расчетах поперечной устойчивости большинства типов лесо­ возных автопоездов.

Основные допущения: характеристики рессор, шин, пакета хлыс/гов линейны, неподрессоренные массы не влияют на харак­ тер колебаний автопоезда [5, 19].

Для получения дифференциальных уравнений, описывающих поперечно-угловые колебания автопоезда, использовано уравне­ ние Лагранжа второго порядка, в которое входят кинетическая Т

и потенциальная

П

энергии системы,

а

также

диссипативная

функция

R.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кинетическая энергия системы при поперечно-угловых пере­

мещениях

ее

масс

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Г = 0 , 5 / ' Л

2 + 0 , 5 / ' п < ? 2 + 0 , 5 ( 9 — J ) / 3 ] 2 =

 

 

 

 

=

0,5

( / ' т + 4 1 ' J Q ) т 2 + 0 , 5

( / ' п + / у 9 ) ? 2 + 2 / ' х

< ? т / 9 ,

 

 

где 1\,

/ ' „ , / ' х

моменты

инерции

подрессоренных

масс

тя­

 

 

 

 

гача, прицепа и пакета хлыстов соответст­

 

 

 

 

венно относительно продольной оси, прохо­

 

 

 

 

дящей через центры крена указанных масс.

Потенциальная энергия системы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П = 0,5

у1у2&)

 

Т 2 + 0 . 5 ( с б + с ф )

2 ~-Сб9Т

— c Y i

<7шї /&т —

— Су2<?2п '{/&т с Ф 4 з п *?/Ьпу1

q2ln

/b2T-\-cy2q22a

 

 

/b2t+

 

+ с Ф 9 2 з п lb2„ — ( М т Р к р . т + 2 М х Р к р х / 3 ) gf — ( М п Р к р . п

+

 

 

 

 

 

 

 

+

^хРкр.х/3)

gf2,

 

 

 

 

 

 

 

где cY

і, су2,

Сф, с 6

угловая

жесткость

передней

оси

тягача,

 

 

 

 

 

 

задней

оси

тягача,

оси

прицепа

и

пакета t

 

 

 

 

 

 

хлыстов соответственно

при скручивании

Qin . Я2п , ЦІП

[20,

19];

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вертикальное

перемещение правой сторо­

 

 

 

 

 

 

ны

соответствующих осей

автопоезда

от

 

 

 

 

 

 

неровностей дороги.

 

 

 

 

 

 

Считаем

воздействие

приложенным

только

к оси

прицепа,

тогда

qln

=q2a

 

= 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выражение для диссипативной функции имеет вид

 

 

 

# = 0 , 5 (kyl+k,.a+kb)

 

 

f+0,5

( А 6 + £ ф )

? 2

_ А г в ? т ' - * Ф

? з п ? / * п +

+ * Ф q23n

t'b2„,