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

Скачать файл (19,13Мб)

Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 111

Скачиваний: 0

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

Pf=Pfn

ссц — жесткость упругого элемента сцепки; МІ, МП — массы тягача и прицепа;

х=Х\ — х2 —величина деформации упругого эле мента сцепки;

/МП — Pf,:/M: —сила сопротивления движению авто поезда.

Поскольку рассматривается движение автопоезда по дороге, микрорельеф которой носит случайный характер и представля ется стационарной случайной функцией, силы сопротивления движению также носят случайный характер, т. е. Р-,а =fi{t) и

В операторной форме уравнение (95) запишется следующим образом: p2x-\-2ah px-\-b2 p=fx{і)/МЛ — f2(t)/M... После преобра зования Лапласа имеем

(sa+2ahs+b2p)x(s)=Fl(s)/MA

— F2(s)/Mt.

(96)

В частном случае предполагаем, что продольные колебания автопоезда в горизонтальной плоскости происходят только под действием силы сопротивления движению прицепа, т. е. f2(t)— 0. Тогда, разделив на Fi(s) правую и левую части уравнения (96) и перейдя затем от преобразования Лапласа к преобразованию Фурье, получим выражение амплитудно-фазовой частотной характеристики продольных горизонтальных колебаний автопо езда, модуль которой

| Wx (ico) | =

У-г2

W r ^ r - a — -

(97)

x v

» (b2p — ю 2 ) 2 + 4 a 2 A « J

где w — круговая

частота возмущения.

•

Усилие

в сцепке автопоезда

Рт=с

mx-\-kCIlx.

Отсюда с

помощью преобразования Лапласа и Фурье

получаем выраже

ние модуля частотной характеристики усилия

в сцепном приборе

автопоезда

№'сц (»">)

| = VT^>2+c2~

• I Wx

(і a>) ] .

(98)

Спектральная

плотность SC 4

(ш)

реакции в

сцепке

5 С Ц

(<о) = | № с ц

(но) |2

SPfn

(ш),

(99)

где Spfn (w) — спектральная плотность

воздействия,

или

энер

гетический

амплитудный

спектр

сопротивления

движению

прицепа.

Spfn

Спектральная

плотность воздействия

(« ) равна

про

изведению

квадрата

модуля

\ WPfn

(і ш ) | частотной

характе

ристики сопротивления движению прицепа на энергетический спектр воздействия Ф (со) дороги на прицеп, т. е.

SPfn	(u)=\WPfn	(jo,) ]	2	• Ф	(со).	(100)
Сопротивление	движению	прицепа		Р/п	= Rf,	где R — сум

марная динамическая вертикальная реакция всех колес прицепа на дорогу; f — удельное сопротивление передвижению прицепа по дороге.

Динамическая вертикальная реакция определяется взаимо действием подрессоренных и неподрессоренных масс транспорт

ной системы

неровностями

дороги:

Л = 2 ? . , Й 1 ,

gj+2

?_, Rj+^U

Nj+G„

где

—

ускорение оси колеса, обусловленное микропро

филем дороги;

2 Д ,

—

равнодействующая

упругих

сил

рессор;

2-L,

—

равнодействующая

упругих

сопротивлений;

>п»>

Он

—

масса и

вес

неподрессоренных

частей

транс

портной

системы.

Пренебрегая

весом

неподрессоренных

частей и выражая

2?=lR)

2?!^

через демпфирующие

сопротивления knj,

жесткости

с,ц

упругих элементов,

принятые

линейными,

и обоб

щенные координаты z и а вертикальных и продольно-угловых колебаний системы (прицепа или автомобиля), после преобра зований получаем выражение для модуля амплитудной частот ной характеристики сопротивления движению двухосного при цепа

I WPfn (/о,) \| = /	2 Д , \VJcn3	-m,^)*+k\-^	- У7\І +k\	ш-Х
X	[I W2(i")\	+ \Wa(i»>)\lni	] },	(101)

где W2(io>), Wa(ii»)— амплитудно-фазовые частотные характе ристики соответственно вертикальных и продольно-угловых колебаний прицепа от неровностей микрорельефа дороги;

l„j— расстояние от центра тяжести подрессо ренной массы прицепа до соответствую щей оси.

Расчетная формула (99) для спектральной плотности реак ции в сцепном приборе автопоезда при подстановке в нее выра жений (97), (98) и (100) примет вид

Спектральная плотность воздействия Ф (ш ) определяется [3J путем статистической обработки микропрофиля дорог. Мо дуль | WPfn (і о)) | амплитудно-частотной характеристики сопро тивления движению прицепа находится по уравнению (101), а

входящие		в	него	амплитудно-фазовые характеристики			Wг	(/со)
и Wа	(/	со )	могут быть получены общими		методами		расчета,
изложенными, например, в главе I I I .
Рассмотрим,				как изменяются усилия в	сцепке	автопоезда
при движении по грунтовой дороге со среднеквадратичным								зна
чением	высоты			неровностей ои =3,33 см.	Будем	учитывать

только силы сопротивления движению, возникающие при коле баниях прицепа в продольной плоскости.

Рис.

83. Амплитудно-частотные характеристики

\Wpfu(iu>)

(Л

и |U7c u (uo)|

(3-5):

l — v = )0

км/ч;

2 — « = 3 0

км/ч;

3 — параметры

исходные; 4 — с с ц =

= 600

кгс/см; 5 — ftCI. = 20

кгс-с/см.

Примем следующие

основные

параметры: Мт

— 7, Afп =

17,5

кгс-с2 /см;

Ь„ =

8,6

м;

с п 1

=953,

с п 2

=967,

с с ц

= 1300 кгс/см;

knj

=25,6,

kn2

= 1 9 ,

kCIi

= l6 кгс-с/см;

1п\

=5,16

м.

На

рис. 83

представлены

модули

амплитудно-частотных

характеристик

сопротивления

движению

прицепа

(кривые

/, 2)

для

скоростей

движения

10 и 30 км/ч, вычисленные по

формуле

(101), а

также

модуль

| WCIl (/со)

\ (кривые

3, 4,

5),

вычислен

ный по

формулам

(97)

(98). Амплитудно-частотная

характе

ристика сопротивления движению меняется с изменением ско рости движения в связи с тем, что в выражение (101) входят амплитудно-фазовые характеристики вертикальных и продольноугловых колебаний прицепа, которые зависят от скорости дви

жения потому,	что воздействия на задние	колеса	запаздывают
по отношению	к передним. Модуль \| Wcn	(/to) \|	не зависит от

скорости движения, поскольку при действии возмущающей силы

Pfn только на прицеп запаздывание воздействия	отсутствует.
Как видно из рис. 83 (кривые 1,2), \Wpfa (іш	) \ имеет два

максимума, которые проявляются на частотах, близких к собст венным частотам вертикальных и продольно-угловых колебаний прицепа. | № с ц (ico ) | (кривая 3) имеет один максимум на часто те ю-= 16,1 1/с собственных продольных горизонтальных колеба ний звеньев автопоезда.

Рис. 84. Энергетические спектры усилий в сцепке

автопоезда	при движении	по грунтовой дороге
(/,	2) и булыжному шоссе (3):
1	— и = 10 км/ч; 2,	3 — к =30 км/ч.

По данным расчетов, произведенных по формуле (102), по строены графики энергетических спектров усилия в сцепке для случая движения по грунтовой дороге и булыжному шоссе (рис. 84).

Максимумы кривых спектральной плотности* 5С Ц (">) распо ложены в области частот собственных колебаний подрессорен ных масс прицепа. Максимальные значения Sc u ( w ) при движе-

нии по грунтовой дороге со скоростью 30 км/ч достигают							2,5-105,
со скоростью 10 км/ч — 6 - Ю 4 кгс2 -с.
Спектральная плотность				зависит от х а р а к т е р а			м и к
р о н е р о в н о с т е й			дороги	(см. рис. 84).	Так, на дороге с
булыжным покрытием			при у = 30 км/ч 5 С Ц (со) равняется 1,8-105
кгс2 -с,	т. е. значительно меньше, чем при той же скорости дви
жения	по грунтовой дороге. Это объясняется				характером		проте
кания	кривых	спектральной		плотности воздействия		от дороги
[3, 59].
Характер изменения энергетических спектров зависит и от
колебательных		свойств звеньев автопоезда,			т. е. от	параметров

Т а б л и ц а 9.

Со сто я ние

Значения	зр	для различных скоростей				движения
автопоезда		и типов покрытий				1
						1
	Средняя		Скорость движения, км/ч		с	си , кгс/ск
	квадратичная		Скорость движения, км/ч
	высота			600	900	1300	2000
	неровности, см			600	900	1300	2000
	неровности, см

							Грунтовая	дорога
Плохое,			грунт		местами
перемешан			с гравием,			по	ft 1Л	10	520	870	1450	1550
верхность		неровная				с на	о—1U	15	772	1500	2500	2680
резанной		колеей						30	1070	2350	3860	4000
Удовлетворительное,						мес		10	423	712	1180	1410
тами	встречаются				неровно		4,5 —5,0	15	706	1220	2000	2450
сти большой высоты								30	1090	3160	3160	3600
Удовлетворительное,						по		10	300	498	895	1000
верхность		волнистая, неров					3,00—4,27	15	473	820	1370	1640
ности	значительной				длины			30	598	1050	1670	2070
						Дорога	с гравийным покрытием
Хорошее,			с	отдельными				10	134	226	373	445
выбоинами			и волнами			боль		15	223	386	646	774
шой	длины							30	298	524	864	970
								60	219	389	630	770
						Асф альто-бетонное шоссе
Поверхность				в основном
ровная. Выпуклости и впа							0,70—1,03	15	141	244	410	488
дины	большой			длины. Мес			0,70—1,03	15	141	244	410	488
тами	встречаются				трещины			30	173	308	500	598
и короткие			неровности					60	119	309	530	670
							Булыжное	шоссе