Файл: Барский И.Б. Динамика трактора.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 184

Скачиваний: 4

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

спектральной плотности неровностей. Для этого

по значениям

реализаций спектральной

плотности с помощью

зависимостей

(59) и (60), полученных

при неканоническом разложении слу­

чайной функции, построены графики плотностей

распределения

длин неровностей.

 

 

Корреляционные зависимости между коэффициентами а, р и наиболее вероятными (модальными) длинами неровностей хоро­

шо описываются

гиперболическими

зависимостями

(рис. 83)

a/( m )

= const = 1,58;

р / ( т ) = const =1,66.

 

Следовательно, найдена физическая интерпретация двух па­

раметров спектральной

 

плотности

—• они обратно

пропорцио-

\Гй,см

 

 

 

 

 

 

ос, 1/с

 

 

 

 

А+В1т

 

 

 

 

 

 

 

 

Л=1,М;В

= 0,195

\

 

 

 

 

 

оо

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

о

 

jj

 

 

 

 

 

и

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

6

С ,н

о

 

 

 

A ft

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 83. Корреляцион­

 

 

А

 

 

 

 

ные зависимости

коэф­

 

 

 

 

 

 

фициентов

аппрокси­

 

 

 

 

 

 

 

 

А = 1,66

 

 

 

мирующего

выраже­

 

 

 

 

ния спектральной

о \

/

о

 

 

 

 

плотности

от

модаль­

 

 

 

 

 

 

ной длины

неровнос­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

°

 

 

тей

 

 

 

нальны модальной

длине

неровности. Отсюда

ясен их прибли­

женный способ расчета — следует построить распределение длин

неровностей

и подсчитать моду, а затем

по

графикам

рис. 83

определить

коэффициенты а и р. На рис. 83 приведена

корре­

ляционная

зависимость ] / R(Q) = f ( t m ) ,

с

помощью

которой

можно из того же распределения для неровностей определить и третий параметр функции спектральной плотности. Все корре­ ляционные зависимости носят приближенный характер, посколь­ ку число исходных данных невелико, а теоретический вид урав­ нений связи неизвестен. Остается выбрать параметры единичной неровности для расчета колебаний трактора. По-видимому, еди­ ничной неровностью следует считать такую, вероятность встречи с которой мала. Условимся редкими называть такие величины, значения которых превышают Зет, где о — среднеквадратичное отклонение случайной величины.

141


Обработка распределений вероятных длин неровностей пока­

зала, что этому условию

удовлетворяют

длины порядка

0,7 и

3,0 м.

 

 

 

 

 

 

 

Соответствующие этим

длинам

среднеквадратичные

высоты

неровностей

могут быть определены с помощью корреляционных

зависимостей (рис. 83). Полагая,

что максимальная

высота не­

ровности связана со среднеквадратичным значением

соотношения

t/max = 3 У

\R(0),

получим

окончательно

два варианта расчета

подвески трактора

при переезде через единичную неровность.

1. Короткая неровность qo\ = 4,5 см; /оi = 0,7 м.

 

 

2. Длинная неровность q02 = 6 см; 102 =

3 м.

 

(q =

Форма

неровности

принимается

синусоидальной

= ^osin — / ) . Результаты расчетов по каждому виду воздейст-

вия, узкополосный случайный процесс (почти гармоническое воздействие), вероятное статистическое воздействие, единичное воздействие должны сравниваться с соответствующими допу­ стимыми значениями.

3. Характеристики плавности хода и оценка уровня колебаний тракторов

Плавностью хода трактора называют такое его качество, ко­ торое характеризует способность машины длительно выполнять производственный процесс без быстрой утомляемости обслужи­ вающего персонала.

Выбором критериев оценки и установлением норм плавности хода исследователи занимаются уже давно и особенно интенсив­ но в области автомобилестроения, где проблема плавности ак­ туальна из-за больших скоростей движения и высоких требова­ ний к комфорту при длительных перевозках пассажиров.

Все критерии и нормы основаны на субъективной оценке чувствительности человека к колебаниям. Поэтому объективные показатели могут быть найдены лишь при статистическом подхо­ де, т. е. при массовых исследованиях людей с последующей ста­ тистической обработкой результатов. При этом необходимо раз­ личать колебания по частоте, поскольку в зависимости от нее поразному осуществляется передача колебаний по человеческому телу (рис. 84). Из рис. 84 видно, что частоты ниже 5 Гц переда­ ются через человеческое тело неуменьшенными, выше 20 Гц не достигают сердца, а для частот выше 60 Гц колено является верхним пределом. Частоты выше 80 Гц практически не переда­ ются выше стопы. Эта картина мало изменяется для сидящего человека, поскольку тогда высокие частоты поглощаются сидень­ ем вместо ног.

142


В связи с такой особенностью человеческого организма коле­ бания условно подразделяют на собственно колебания (низко­ частотные до 20 Гц) и вибрации (высокочастотные свыше

20Гц).

Втракторах диапазон частот достаточно широк и отвечает обоим видам колебаний. Низкочастотные колебания возникают от неровностей пути, а вибрация — от неуравновешенных сил инерции двигателя и опрокидывающего реактивного момента

газовых сил. При этом низкочастот­ ные колебания из-за произвольного расположения неровностей носят случайный характер, а вибрации яв­ ляются чисто гармоническими коле­ баниями.

Большинство имеющихся

в тех­

 

 

 

 

 

нической литературе данных о влия­

 

 

 

 

 

нии колебаний на утомляемость че­

 

 

 

 

 

ловека

получены

при

испытаниях

 

 

 

 

 

его на

колеблющейся по

гармониче­

 

2,5

5

10 20

50 Гц

скому

закону

платформе. Поэтому

 

 

 

 

Чистота

 

эти результаты могут быть

исполь­

 

 

 

 

Рис. 84.

Проводимость виб­

зованы

лишь

для

оценки

условий

раций для

стоящего челове­

труда при действии вибраций. Для

ка

при

различных

частотах

оценки плавности хода трактора при

по

Бекеси

 

 

движении

по неровностям

необхо­

 

 

 

 

 

димо либо

производить

все

исследования

в реальных

условиях

эксплуатации,

где

определять субъективные

ощущения людей

и их утомляемость, либо измерить показатели колебаний чело­ века в естественных для него условиях жизни и положить их в качестве эталонных при обеспечении условий труда на маши­ не. Такие исследования были проведены О. К. Прутчиковым,

Р. В. Ротенбергом и Н. И. Бурлаченко [30].

В.И. Субботин разработал совмещенный график допустимых вертикальных гармонических колебаний. Дополненный результа­ тами исследований горизонтальных вибраций и данными работы [40] сводный график приведен на рис. 85. Анализируя этот гра­ фик и распределения частот, приведенные на рис. 86, можно ви­ деть, что частота низкочастотных колебаний при ходьбе и даже

беге не

превышает

4,5 Гц. Опуская на рис. 85

перпендикуляр

из точки

В на ось

абсцисс до встречи с кривой 3

(граница не­

приятных вертикальных ускорений), получим ломаную линию ОВЕК, ограничивающую область допустимых ускорений в зави­ симости от частоты воздействия. Тот факт, что частота ускоре­ ния при всех видах естественных движений человека не превы­ шает 4,5 Гц, объясняется приведенной на рис. 87 гистограммой терпимости к вибрациям, полученной на основании наблюдений Джаклина и Лидла над 93 мужчинами в возрасте 17—24 года. Как видим, при частоте вибраций порядка 4,5 Гц наибольшее

143


число человек испытывало беспокойство от вибраций. Этот факт говорит о том, что частота 4,5 Гц является наиболее неприятной и ее можно, по-видимому, уподобить резонансной частоте упру­ го подвешенного тела.

Совмещение результатов, полученных на основании изучения естественных движений, с данными вибрационных испытаний

д

'

'

I и

I

I

|

р и с g5

График

предельных ускоре­

 

 

 

 

 

 

ний вертикальных

(кривые /—3

и об­

 

 

 

 

 

 

ласти

а — d)

и

горизонтальных

(кри­

 

 

 

 

 

 

вая 4) гармонических колебаний, ко­

 

 

 

 

 

 

торые

 

обеспечивают

необходимый

 

 

 

 

 

 

комфорт:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/ — ускорения на границе

рекомендован ­

 

 

 

 

 

 

ного

порога

чувствительности

[36];

2

 

 

 

 

 

 

ускорения

неприятны

при

продолжитель ­

 

 

 

 

 

 

ном воздействии;

3

и 4 — ускорения

очень

 

 

 

 

 

 

неприятны,

при

продолжительном

воз­

 

 

 

 

 

 

действии

 

безусловно

вредны:

а

 

 

 

 

 

 

граница

комфорта

(точка

А,

±0,25

g)\

 

 

 

 

 

 

Ь

предел

 

удобной

езды

(точка

В,

 

 

 

 

 

 

±0,75

g);

с

предельно допустимое

ус­

 

 

 

 

 

 

корение

при

д в и ж е н и и вниз

(точка

С,

 

 

 

 

 

 

=*l,lg); d — предельно допустимое уско­

 

 

 

 

 

 

рение

при

движении

вверх

(точка

D,

 

 

 

 

 

 

«

1,7

g)

1

спокойная

ходьба

=

 

 

 

 

 

 

=

0,27

Гц);

2

ускоренная

ходьба

=

 

 

 

 

 

 

-

0,41

Гц); 3 — бег (0 = 0,60

Гц)

 

 

 

 

 

 

 

 

Р(п), 1

f V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,0

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,5

 

Л

 

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С

. 4

 

 

ГЦ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2>

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Частота

 

 

 

 

 

3

4

5

6

 

Рис. 86. Распределение частот колеба­

 

 

ний человека

при

различных

режимах

 

Частота

 

 

 

 

 

его движения

[30]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(кривая 3 на рис. 85)

уменьшило область допустимых

ускорений

(слева от кривой

ОВ)

в области частот до 2,2

Гц, но расширило

ее при больших частотах (справа

от кривой

ОВ

до

вертикали

BE).

Область значений

выше

 

кривой

ЕК

для

 

негармонических

воздействий остается

неизученной. На

рис. 85

кривая

допусти­

мых горизонтальных колебаний в области частот до 3 Гц скор­ ректирована в соответствии с графиком ОВЕК.

Полученные границы допустимых значений следует рассмат­ ривать как предельные и с ними сравнивать результаты расче­ тов при возмущении типа узкополосного случайного процесса, имеющем выраженный максимум в графике спектральной плот­ ности. Результаты же расчетов на среднеквадратическое вероят­ ное воздействие должны ограничиваться областью а (граница комфорта).

144