ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 175
Скачиваний: 4
Глава VI. АНАЛИЗ КОЛЕБАНИИ ОСТОВА И СИДЕНЬЯ ТРАКТОРА
1. Колебания одномассовой системы трактора
Прежде чем перейти к рассмотрению конкретных схем колеба ний тракторов, рассмотрим колебания линейной одномассовой системы при трех видах воздействий — единичном, случайном и периодическом.
Дифференциальное уравнение колебаний одномассовой сис темы, как известно, имеет вид
Mz +Kz+Cz=Kq+Cq
или |
|
|
|
|
|
|
|
z + 2hz + |
(OcZ = |
2hq + a>lq, |
(105) |
||
где |
|
|
л: |
|
|
|
|
2/г |
= |
0)C |
= |
|
|
|
|
|
М |
|
М |
|
здесь h - |
относительный |
коэффициент демпфирования; |
|
|||
К |
- коэффициент демпфирования; |
|
||||
М- |
масса; |
|
|
|
|
|
(Ос - частота собственных |
колебаний одномассовой |
сис |
||||
|
темы; |
|
|
|
|
|
с- |
жесткость упругой |
связи. |
|
|
||
При |
|
|
|
|
|
|
q = <7о sin v/
дифференциальное уравнение колебаний одномассовой системы имеет вид
z + 2hz + cocz = |
A sin v (/ |
JL |
|
|
v |
||
|
|
|
|
где |
|
|
|
А = Л - У О* + W ; |
р = arctg |
|
f—-^- |
М |
|
\ |
С |
Единичное воздействие. Форма неровности задана в виде
q — q0 sin vt при 0 ^ |
t ^ |
|
|
2я |
Ti |
= |
; |
||
л |
t ^ |
|
|
v |
|
|
-2л |
||
О при |
/ > |
T i |
= |
. |
188 |
|
|
|
v |
Начальные условия на участке 0 < / < xi будут
Z l (0) = z,(0) = 0 .
На участке t > п : z2 (0) = zx (j^-^j > 2 2(0) = Z\ [~—j .
Решение уравнения колебаний одномассовой системы после проезда синусоидальной неровности в операторной форме имеет вид
|
_ _£ |
|
, v |
Ave " v ( l - e ~ p x ) |
—. |
z(p) = |
|
( p 2 + 2 ^ + c o 2 ) ( p 2 + v 2 )
Применяя формулу обращения (79) и преобразовывая, полу чим ускорение после проезда единичной неровности
z { t |
) = |
^ v ( |
* |
' + " l ) |
{е~м S |
i n ( с у + |
b\)-e-h(t-^ X |
|||||
|
|
Va\ |
+ |
b\ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X sin [(o^t |
— Xi) + |
8\]}, |
|
|
||||
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
61 = arctg^ |
|
J ^ L+ |
2arctgf-^ |
|
|
|||||
|
|
|
|
bi |
|
|
v |
|
|
\ h |
|
|
здесь |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
afj = 4o>i/i,; b{ = 2co, (h2 |
+ v2 — ш2 ); |
щ = у/ |
со2 — |
h2. |
||||||||
Интегральное квадратичное |
значение |
ускорения |
z(t) после |
|||||||||
проезда единичной неровности |
|
равно |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
оо |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
J = |
|
^z2(t)dt. |
|
|
|
|
|
Обозначив |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
г|з = |
h |
|
; х = |
v |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
Cl)c |
|
Cl)c |
|
|
|
|
|
найдем безразмерную |
величину |
|
|
|
|
|
|
|||||
" I T |
= |
2/2eTf |
2 , |
К 2 - 2 ^ 2 c o s 2 6 1 + |
Ца2sin2б1)- |
|||||||
А2 |
|
г|щ| (4ф |
2 а| + а2,) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
—2е |
х ^cosco,^ — 2a|52cos63 |
+ ^a2 sin б3 ) + е |
*( 2 —2г|)2 х |
|||||||||
|
|
|
X cos 2б2 |
+ гра2 |
sin 2б2 )], |
|
|
189
г д е
fl2 = 2V" 1— V, |
аз = 4гр2 + 2x |
2 —2; |
|
б i = arch 2i|;a2 -a27 + 2arctg( - |
^ ) ; |
||
y = —l a r c t g ( —2г|)С); |
0 ) , ^ |
=ла2 |
|
2C |
|
|
|
б2 = со1т, + б*; |
б3 = |
б ! + б 2 . |
JiJc
05
12
0,10
10
0,15 0,Z0 '0,15
/о,зо
'0,35 /0,40 /0,45 '0,50 ' 0,60
0 |
1 2 |
3 |
4 x 0 |
0,1 0,Z 0,3 0,4 0j |
у |
|
|
a; |
|
6) |
|
Рис. 100. Зависимость величины УсоеМ2 о — от х; б — от $
Для оценки среднеквадратичного значения ускорения после проезда единичной неровности вычислим отношение
где Тс — период собственных колебаний системы.
На рис. 100, а построены графики безразмерной величины /<ОсА42 в зависимости от отношения частоты синусоидальной не ровности к частоте собственных колебаний системы. Максимумы кривых наблюдаются при х — 1 (существенное уменьшение ор-
190
динат наблюдается при х < 0,5 и х > 3,0). Коэффициент аперио
дичности яр оказывает существенное |
влияние |
на величину мак |
|||||
симальных ординат |
оценочного |
параметра. |
С увеличением ф |
||||
максимальные ординаты |
уменьшаются. Из рис. 100, б видно, что |
||||||
наиболее эффективно |
увеличивать |
коэффициент апериодичности |
|||||
до значений -ф « 0,3. |
|
|
|
|
|
|
|
Случайное |
воздействие. Спектральная |
плотность неровностей |
|||||
(ускорений |
неровностей) |
задана |
в |
виде |
дробно-рациональной |
||
функции |
|
|
|
|
|
|
|
|
Ь-, |
, = |
— |
|
юр, |
|
|
|
9 ( с 0 ) |
[ ( * 2 р 2 - - 1 ) 2 |
+ 4 ф 2 р 2 л : 2 1 |
|
|
||
где |
со |
|
сос |
|
а |
|
|
|
|
|
|
|
D, а, р — параметры корреляционной функции воздействия. Дисперсия ускорения подрессоренной массы
—со
где в соответствии с уравнением (105)
| ф , ( / ц ) 1 « - 4 ^ 2 + 1 •
В дальнейшем понадобятся при исследовании подрессоривания тракторов не только абсолютные ускорения подрессоренной массы, но и ее относительное перемещение.
Имеем (см. гл. V)
|
|
оо |
|
|
|
|
^ 2 = 1 7 |
J |
1Ф С(/«>)12 ^(«)^, |
|
|
где |
|
|
|
|
|
|
|Ф;(/©)|2 |
ш с |
[ ( l - * 2 ) 2 + 4t|>V] |
|
|
|
|
|
|||
Графики |
|Фг (/со) | 2 и |Ф£ (/со) | 2 |
приведены на рис. 101, а и б. |
|||
Вычислим |
интегралы, входящие |
в предыдущее |
выражение. |
||
Они относятся к табличным интегралам следующего |
вида: |
||||
|
J = - |
|
|
g(x) dx |
|
|
J |
h(jx)h{~jx) |
|
||
|
2л |
|
191
где |
|
|
|
|
|
|
g{x) |
= b0x5 + b{x4 + b2x2 + b3; |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
h{jx) = a0{jx)4 + a^jxf |
+ a2(jx)2 |
+ a3jx |
4- |
at. |
|
||||||||||
Пользуясь таблицами интегралов [14], имеем |
|
|
|
||||||||||||||
j _ я |
а 4 ( а 2 а з |
— |
а]а 4 ) & о+ а о а з а Л |
floaiaA + Оо(а 1Дг + а оДз)^з |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
a 0 a 4 ( a i a 2 |
+a 3 " a 0 a 3 - a l a 4 ) |
|
|
|
||||||||
Теперь можно написать, что |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
J и |
I 2 |
|
£>ф |
-и |
|
|
(106) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
лр |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 (а2 + Р2)2 |
|
|
|
|||
Для интеграла J\ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
о0 |
= р2 ; а{ |
=2р(грр + ф); а2 |
= р2+ |
1 +Црц>; |
|
||||||||||
а 3 = 2(гр + |
фр); |
а 4 = 1 ; |
Ь0 |
= 0; |
6 , = 4 а р 2 р 2 ; |
б 2 |
= 4 г ) ) 2 + |
р2. |
6 s = = 1 . |
||||||||
Для |
интеграла |
|
J2 |
все коэффициенты |
а остаются без измене |
||||||||||||
ния. Коэффициенты b равны: b0 = р2 ; &i = 1; b2 = 0; b3 |
= 0. |
||||||||||||||||
М/ejJ/* |
|
|
|
|
Ч |
|
|
|
|
|
Put |
If\\ |
|
|
|
||
|
|
> |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
\1 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
\\ |
|
((/=0 |
||||
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
1/\ |
r |
|
|
|
|
|
|
0,39 |
|
|
|
|
|
|
|
if |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
it |
|
|
|
|
|
|
|
|
щ=0,35 |
|||
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
7 |
|
/,75 |
|
|
г |
2,2k |
x |
0 |
|
|
0,5 |
1,0 |
|
1,5 |
2,0 л |
|
|
|
|
|
|
|
a) |
|
|
|
|
|
|
|
6) |
|
|
|
Рис. I0l . Квадрат |
|
|
амплитуд |
перемещений |
при единичном |
гармоническом |
|||||||||||
воздействии: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
а — абсолютных; |
б — относительных |
(в долях 0)4 |
) |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с |
|
|
|
|
|
На рис. 102, а и б построены графики отношений tpp/i/я;
(pph/я.
С помощью графиков, приведенных на рис. 101 и 102, можно рассчитать значения параметров колебаний подрессоренной одномассовой системы при случайном и периодическом воздей ствии.
Анализ графиков позволяет сделать следующие общие вы воды.
192