Методика проведения виртуальных стендовых испытаний для анализа совместимости технических характеристик систем транспортного средства для выявления и предотвращения возможностей возникновения резонансных явлений в подрессоренной кабине

Обложка


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Обоснование. Актуальной проблемой при создании автомобилей с несколькими уровнями систем подрессоривания является организация их совместной работы, обеспечивающей требуемые показатели динамики и плавности хода транспортного средства, а также отсутствие возможностей для возникновения явлений резонанса. Кабина является динамической системой с 6-ю степенями свободы, поэтому её колебательные движения имеют сложный пространственный характер с перетеканием энергий колебаний одного направления в другие. Решение задач динамики кабины на подвеске должно проводиться в пространственной нелинейной постановке, которая позволяет учитывать явления перераспределения энергии колебаний между направлениями пространства. Данный подход можно реализовать методами имитационного моделирования с помощью построения пространственного виртуального стенда кабины с системой подрессоривания и моделирования его динамики при приложении соответствующих внешних воздействий.

Цель работы — создание методики применения виртуальных испытаний для обеспечения возможности проведения анализа совместимости технических характеристик системы подрессоривания кабины, несущей системы и систем первичного подрессоривания транспортного средства для выявления и предотвращения возможностей возникновения резонансных явлений в кабине.

Методы. Создание виртуального испытательного стенда кабины транспортного средства в виде динамической системы связных тел в пространстве, установленной посредством упругодемпфирующих связей на подвижной раме автомобиля. Виртуальные испытания проводятся методами имитационного моделирования в соответствие с методикой анализа нелинейных явлений при возникновении пространственных резонансов в системе вторичного подрессоривания кабины транспортного средства.

Результаты. Создана методика проведения виртуальных испытаний кабины транспортного средства для анализа колебательных процессов, возникающих в кабине, в том числе резонансных, с помощью имитационного стенда в программном комплексе для расчёта динамики связных тел.

Заключение. Созданная методика обеспечивает возможность на всех стадиях проектирования компонентов и исследования систем подрессоривания кабин проводить мероприятия по обнаружению и предотвращению возможностей возникновения пространственных резонансных явлений в кабине транспортного средства.

Об авторах

Роман Олегович Максимов

Московский политехнический университет; Инновационный центр «КАМАЗ»

Автор, ответственный за переписку.
Email: romychmaximov@gmail.com
ORCID iD: 0009-0003-4947-790X
SPIN-код: 7384-6758

аспирант, инженер-конструктор службы инженерных расчетов и моделирования

Россия, Москва; Москва

Список литературы

  1. Максимов Р.О., Жилейкин М.М. Исследование нелинейных резонансных явлений в системе вторичного подрессоривания кабины транспортного средства // Грузовик. 2023. № 2. С. 6–13. doi: 10.36652/1684-1298-2023-2-6-13
  2. Дронг В.И., Дубинин В.В., Ильин М.М. и др. Курс теоретической механики: Учебник для вузов. 3-е изд. Под общ. ред. К.С. Колесникова. Москва: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005.
  3. Ганиев Р.Ф., Кононенко В.О. Колебания твердых тел. Москва: Наука, 1976.
  4. Вибрации в технике: Справочник. В 6-ти т. / Ред. совет: В.Н. Челомей (пред.). Т.2. Колебания нелинейных механических систем / под ред. И.И. Блехмана. Москва: Машиностроение, 1979.
  5. Некоркин В.И. Лекции по основам теории колебаний: учебное пособие. Нижний Новгород: Нижегородский университет, 2011.
  6. Бабаков И.М. Теория колебаний: учебное пособие. Москва: Дрофа, 2004.
  7. Стрелков С.П. Введение в теорию колебаний: учебник. Санкт-Петербург: Лань, 2005.
  8. Яблонский А.А., Норейко С.С. Курс теории колебаний: учебное пособие. Санкт-Петербург: Лань, 2003.
  9. Simcenter System Simulation. Simcenter Amesim software [Internet] [дата обращения: 15.03.2022]. Доступ по ссылке: https://plm.sw.siemens.com/en-US/simcenter/systems-simulation/amesim/.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Расчетная схема для определения параметров модели подрессоренной кабины: O2X2Y2Z2 — неподвижная система координат; OXYZ — подвижная система координат; M — масса кабины; Fstat_front и Fstat_rear — статические силы, создаваемые передним и задним упругими элементами соответственно и являющиеся составляющими суммарной силы Fstat, которая уравновешивает силу тяжести тела кабины M∙g; αfront и αrear — углы наклона осей передних и задних упругих элементов соответственно к вертикальной оси Z; xfront и xrear — расстояния между центром масс кабины (начало подвижной системы координат) и передними и задними точками крепления кабины соответственно в продольном направлении X; L — расстояние между передними и задними точками крепления кабины в продольном направлении X; yfront и yrear — расстояния между центром масс кабины и передними и задними точками крепления кабины соответственно в поперечном направлении Y; zfront и zrear — расстояния между центром масс кабины и передними и задними точками крепления кабины соответственно в вертикальном направлении Z.

Скачать (134KB)
3. Рис. 2. Схема влияния параметров жёсткости и демпфирования, приведённых к точкам крепления кабины, упругодемпфирующих элементов подвески по направлениям в пространстве: cx_front, kx_front и cx_rear, kx_rear — соответственно жёсткости и коэффициенты демпфирования упругодемпфирующих элементов крепления в продольном направлении X, приведённые к одной соответственно передней и задней точке крепления кабины; cy_front, ky_front и cy_rear, ky_rear — соответственно жёсткости и коэффициенты демпфирования упругодемпфирующих элементов крепления в поперечном направлении Y, приведённые к одной соответственно передней и задней точке крепления кабины; cz_front, kz_front и cz_rear, kz_rear — соответственно жёсткости и коэффициенты демпфирования упругодемпфирующих элементов крепления в вертикальном направлении Z, приведённые к одной соответственно передней и задней точке крепления кабины.

Скачать (124KB)
4. Рис. 3. Структурная схема виртуального испытательного стенда кабины с системой подрессоривания в Simcenter Amesim.

Скачать (532KB)
5. Рис. 4. Возникновение классического пространственного резонанса в виртуальном стенде кабины ТС на подвеске.

Скачать (536KB)
6. Рис. 5. Возникновение пространственного дребезга в виртуальном стенде подрессоренной кабины ТС.

Скачать (551KB)
7. Рис. 6. Возникновение биений в виртуальном стенде кабины ТС с подвеской.

Скачать (611KB)

© Эко-Вектор, 2023

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).