Файл: Барский И.Б. Динамика трактора.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 169

Скачиваний: 4

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

Таблица 15

Исходные данные к расчету нелинейной подвески

О б о з н а ч е н и е,

 

Численное

значение

 

Примечание

единица

 

 

измерения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а,

мм

 

 

10; 20; 30

 

 

 

 

со2 ,,

1/с2

 

(0; 2; 4;

8) со2 .

 

 

 

Прогрессивная

подвеска

 

 

 

 

(-0,5; - 1 ) а ) 2 ,

 

 

Регрессивная

подвеска

 

а

0,01;

0,05;

0,1; 0,2;

0,3;

 

0,4;

0,5;

 

0,6;

0,7;

0,8;

0,9;

1,0;

1,5;

2,0;

 

 

 

3,0;

4,0

 

 

 

 

 

со0,

1/с

0,5; 10; 15; 20;

25; 30;

35; 40

 

Дисперсия

ускорения

Dq\

 

как следует

из гл. IV, является

функцией р = со0- Для скорости v =

1 м/с

 

 

 

 

УЩ

= А — Бсо0 = 6,7 - - 0,04со0.

 

Таким образом, это выражение характеризует дисперсию уокорений, создаваемых различными полями при движении по. ним жесткого катка со скоростью v = 1 м/с. Поэтому в результа­ те расчета получим характеристики ускорений и перемещений остова трактора при движении с одной скоростью по разным полям. Для того чтобы изучить движение машины с разными скоростями по одному полю, следует дисперсию ускорения умножить на v2, а частоту соо — на v. Тогда получим

£)•• =(6,7 — 0,04со0 и)2у 2.

Коэффициент Ху, как следует из его определения, зависит от средней длины неровности, а она связана с частотой соотноше­ нием

2ЛУ

С 0 0 = - = — •

Расчеты показывают, что в достаточно большом диапазоне значений дисперсия ускорений а- и дисперсия деформаций а | зависят линейно от коэффициента Лу . Поэтому нелинейную зада­ чу о колебаниях остова можно решить для одного значения ку> а затем распространить результаты на другие. Зададим hy = 0,15.

217


 

Подставляя

Dq~ в формулу (115) и преобразовывая,

 

получим

 

 

 

 

 

 

 

соо +

<?соо +

/со0 + т = 0,

 

 

 

 

 

 

где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

q = —2 (о 2 , + Асос2,) + 4/г2 -

2

'

 

 

„ 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m =

 

 

2 \2

Ху Л2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(coci + Acoci)

0>*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подставляя исходные данные для разных отношений

 

— при

различных

зазорах,

вычисляем

путем

решения

уравнений 4-й

 

 

 

...

 

 

!

 

 

 

6i.M/_C^_

 

 

 

 

 

 

 

0,12

 

 

1 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,06

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.

113. Зависимость ускорений под­

ОМ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рессоренной

массы

от типа

упругой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

характеристики

(различное отношение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

п

 

 

 

 

 

 

 

0,02

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С 0 с 2 / Ш с 1 ) и

в и

Д а

демпфирования

(обо­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

значения кривых см. на рис. 112)

О

 

 

 

 

 

 

 

 

CJ0, 1/с

степени

 

зависимость

 

соо =

Рис. 112. Зависимость перемещений

= f(o£ ), которую можно пере­

строить

в

координатах CTJ =

подрессоренной массы от типа упру­

= fi (соо) •

Результаты

 

расчета

гой

характеристики

(различные отно­

приведены

на рис. 112. Поль­

шения

ы^/^сО

 

 

 

а Демпфиро­

 

и

в и д

зуясь этими

данными,

 

можно

 

 

 

 

вания:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

определить

коэффициент

ста­

1 — Ft> = 3000

кгс; 2 — F0

= 750

кгс; 3 —

2а = 6 см при

о

 

о

 

 

 

тистической

 

линеаризации

 

 

8 со^^ (для последую -

 

щ и х

кривых 2а = 2 см); X — 0)с 2 =

0; Д —

со ^ ,

а

затем рассчитать

 

 

 

• -

 

 

 

 

, _ » 2

о г = Ысоо)

 

о формуле

(116).

 

 

 

 

с 2

 

 

 

с 2 ~

п

= 8 ш

2

;

,2

 

0 , 5 ш 2 , ;

° - М с 2 -

Результаты

расчетов

приведе­

с 1

 

с 2

 

 

 

с Г

ны на рис. 113.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c l

 

 

 

 

 

 

 

 

Проанализируем

получен­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ные

расчетные

данные.

Про­

грессивная и регрессивная характеристики обеспечивают умень­ шение максимальных деформаций в резонансном режиме, но в зависимости от типа характеристики увеличивают амплитуды 218


деформаций в зарезонансной (прогрессивная) или дорезонансной (регрессивная) зоне. При этом максимальные деформации при прогрессивной характеристике меньше, а при регрессивной характеристике больше, чем деформации в зоне резонанса для линейной системы.

Аналогичная картина имеет место и для ускорений, за исклю­ чением Случая С0С2 = Wei-

Итак, с помощью прогрессивной характеристики можно обес­ печить малые деформации подвесок, но при этом появляются высокочастотные резонансы. При регрессивной характеристике наблюдаются низкочастотные резонансы, но динамический хот. подвески существенно увеличивается.

Создание подвесок с большими динамическими ходами пред­ ставляет большие конструктивные и компоновочные трудности. Такие подвески обладают также и большим статическим ходом. Учитывая, что уже при существующих требованиях к плавности хода динамический и статический ходы подвески достаточно ве­ лики, принять в качестве перспективной регрессивную характе­

ристику

нельзя. Из рис.

111 —113

видно,

что улучшить

работу

подвески

с прогрессивной

характеристикой

можно,

увеличивая

наклон к горизонтали второго участка характеристики.

Дейст­

вительно, увеличение угла

наклона

(со2 2 =

0; 2; 4;

toc

2 j) ото­

двигает область усиления колебаний вправо, уменьшая возмож­ ность возникновения высокочастотных резонансов, так как более высокие частоты воздействия встречаются реже и дисперсия ускорения для них при одинаковой скорости ниже. Очевидно, что важно не абсолютное значение угла наклона, а степень повыше­ ния его по сравнению с углом наклона первого участка. Если

С1 С

отношение —— 2 достаточно велико, то при воздействии на сис-

тему с частотой f c i — р а з в и в а ю щ и е с я

большие амплитуды

включают в деформацию прогрессивную

часть характеристики,

в результате амплитуды ограничиваются, а в связи со смещени­

ем резонансной

зоны

вправо ускорения

подрессоренной

массы

уменьшаются.

При

применении прогрессивной

характеристики

уменьшается

также

и

статическая деформация

подвески

(отре­

зок 001 на

рис.

111).

В

существующих

грузовых

автомобилях

отношение

с , + с 2

2-f-3,

а у легковых — 4—5. При

применении

 

~

прогрессивных характеристик необходимо иметь в виду, что су­ щественное увеличение жесткости второго участка может приве­ сти к ударам в момент перехода с одной ветви на другую. Поэтому желательно иметь не такую идеализированную прогрес­ сивную характеристику, как показано на рис. 111 (кривая Л), а с плавными переходами (кривая Б). За счет создания такой безударной прогрессивной характеристики удалось в легковых

2)9


автомобилях достигнуть высокого отношения жесткостей. Для тракторов это отношение можно принимать равным 3—4, по­ скольку при больших значениях резко усиливаются ускорения в резонансе. Плавный переход от линейной к прогрессивной час­ ти характеристики возможен, так как в гусеничных тракторах упругие элементы установлены в направляющих устройствах и приведенная жесткость может регулироваться не только за счет параметров рессор.

Влиять на зависимости og =/I(CDO) и °г = Ы<°о) можно не только изменением угла наклона прогрессивной части характе­ ристики, но и изменением величины линейного участка (зазора), показанного на рис. 111. Из рис. 112 и 113 видно, что при зазоре 6 см ветви графиков fi(coo) и /2(100) смещаются влево и увеличи­ ваются ускорения в резонансной области, а также замедляется темп уменьшения деформаций упругих связей. Дальнейшее уве­ личение зазора приводит к тому, что графики ускорений и де­ формаций приближаются к тем графикам, которые получены для

линейной

системы.

 

 

 

 

Дальнейшее уменьшение

перемещений и ускорений колеба'

ний подрессоренной

массы

можно обеспечить путем изменения

параметров первого

участка

характеристики и увеличения отно-

ш е ш я

2 , при этом должен

быть обеспечен безударный

пе-

 

С\

 

 

 

 

реход от одного участка характеристики к другому. На рис.

114

6, , М

 

 

_

д-7;, м/с2_

 

о

8

16

ги

и0,1/с

о

8

16

гч

и,,ф

Рис. 114. Перемещения и ускорения подрессоренной массы при измене­

нии первого и второго участков упругой характеристики:

 

 

 

/ — <вс, =

1 1/с;

со^ = 55 1/с;

2—(0С]

= 1 1/с;

ш с 2

= 80 1

 

 

 

приведены

результаты

расчетов

для

coci = 1 1/с

и ш с 2

=

55 1/с

и 80 1/с. Как

видим, графики

oj (coo)

и а:г(т)

резко

изменили

свою форму. Появились выраженные зоны неустойчивости. Фак­

тическая картина

изменения

параметров

колебаний az

(со0) и

аЪ (<°о) с учетом

неустойчивых

режимов

будет выглядеть так,

как показано стрелками. Деформации упругих элементов

оказа­

лись существенно меньшими, чем деформации в,линейной

систе-

220


ме, а ускорения одного порядка с ними. Увеличением соотноше­ ния жесткости второго и первого участков удается резко уменье

шить ускорения подрессоренных

масс и сохранить деформации

в заданных пределах. Наилучшая

прогрессивная характеристика

должна иметь угол наклона в зоне статического положения близ­ кий к нулю (кривая С на рис. 111). В этом случае обеспечивает­ ся наилучший эффект подрессоривания. Изменяя зазор и угол наклона второго участка, необходимо обеспечить не только де­ формацию упругих элементов в заданных пределах, но и сред­

нюю

частоту

собственных колебаний, близкую к частоте линей-

 

 

со ,

 

 

 

 

 

 

ной

системы

/ С 1 =

= 1,35

Гц.

Колебания машины, которые

 

 

2п

 

 

 

 

 

 

возникают

при единичных

толчках,

происходят

с

некоторой

осредненной

частотой,

зависящей

от

амплитуды.

При

большей

амплитуде средняя частота больше за счет вовлечения в дефор­ мацию более жестких участков характеристики, а при малой — меньше. Ориентируясь на среднюю типичную амплитуду при единичном возмущении, необходимо обеспечить среднюю частоту, не вызывающую укачивания водителя. Таким образом, средняя частота зависит от деформации упругого элемента и вида его нелинейной характеристики.

Среднюю частоту собственных колебаний можно определить, вычислив мнимую часть корня (корней) частотного уравнения О(р). Например, для рассматриваемого выше случая уравне­ ние, из которого следует определить частоту собственных коле­ баний нелинейной системы, имеет вид

 

 

D(p)

= р 2

+ 2hap + (сое! +

Acoci) = 0.

 

Отсюда

 

 

 

 

 

 

 

р= —ha

±

Vhi—(со^

+ Ao)2 i)= —ha

±

i l^coci + Acoci— hi,

поскольку всегда в системах подрессоривания co2j +

Асо^ > А2

Следовательно,

 

 

 

 

 

fflcp=

у

<°с! +

<»с2

1—Ф

-hi;

Iср

шс р

 

 

 

 

 

 

 

До сих пор рассматривался расчет нелинейной системы под­ рессоривания для постоянной скорости v = 1 м/с, т. е. учитыва­ лось изменение частоты воздействия только за счет длины не­ ровности. Расчет производится по всему ансамблю полей (фо­ нов). Изменение же скоростей движения машины нарушает не только частоту воздействия, но и дисперсию амплитуды. Это об­

стоятельство можно учесть, если воспользоваться

зависимостя­

ми

величин VDz

И coo = р ОТ скорости

движения

машины.

В

гл. V показано,

что указанные величины

зависят

от

скорости

221