ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ 3
ВВЕДЕННИЕ 5
1. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ 8
1.1. Составление расчётной схемы 8
1.2. Составление системы уравнений 12
2. РАЗРАБОТКА КОМПЬЮТЕРНОЙ МОДЕЛИ 16
2.1. Выбор и обоснование способа программной реализации 16
2.2. Разработка компьютерной модели движения седельного автопоезда 18
3. ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗРАБОТАННОЙ КОМПЬЮТЕРНОЙ МОДЕЛИ 20
3.1. Движение автопоезда при выполнении типовых манёвров 20
3.2. Движение автопоезда при различных законах изменений тормозных усилий 33
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 59
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 60
Приложение 62
Одним из основных методов исследования какого-либо объекта или процесса путём построения и изучения его характеристик является моделирование. Модель - это упрощённое описание реально существующего объекта или явления, содержащего свойства, необходимые для изучения.
В настоящее время моделирование используется в большинстве областей человеческой деятельности. Например, в автомобилестроении или инженерной деятельности. С помощью моделирования проще исследовать натурное испытание, являющееся слишком дорогим, трудоёмким, опасным для здоровья человека или просто требующим значительного времени.
Математическая модель - комплекс математических выражений, позволяющих предсказать поведение реального объекта. Процесс построения и изучения математических моделей называется математическим моделированием и все естественные и общественные науки, использующие математический аппарат, по сути, занимаются математическим моделированием: заменяют объект исследования его математической моделью с помощью математических методов и затем изучают [1].
Компьютерная модель - это модель реального процесса или объекта- оригинала, реализованная компьютером. Она делится на информационные и знаковые. К последним относится математическая модель.
Компьютерное моделирование происходит на нескольких стадиях [2].
На первоначальном этапе изучения предмета либо процесса, как правило, создаётся схематичная информативная модель.
На втором этапе создаётся формализованная модель, то есть описательная информационная модель записывается с помощью какого- либо формального языка.
На третьем этапе необходимо формализованную информационную модель преобразовать в компьютерную модель, иными словами выразить её на понятном для компьютера языке.
Четвёртый этап изучения информационной модели заключается в проведении компьютерного эксперимента.
Пятый этап состоит в анализе полученных результатов и исправлении исследуемой модели.
Благодаря всем этим операциям мы можем получить необходимые свойства и сведения об исследуемом объекте.
Безопасность движения автотранспортных средств (АТС) во многом определяется устойчивостью курсового движения при торможении, поэтому исследование процесса торможения седельного автопоезда с его специфическими особенностями — это актуальная задача [11].
Было рассмотрено несколько математических моделей движения автопоезда. Например, в научно-техническом издании [16] описано построение математической модели прямолинейного движения колёсного комплекса на примере трёхосного тягача с возможностью реализации индивидуального, дифференциального и блокированного привода колёс и трёхосного прицепа в ведомом режиме. Также была рассмотрена статья электронного научного журнала [17], где были приведены расчётные соотношения, результаты моделирования и определения кинематических характеристик криволинейного движения большегрузных транспортных средств на базе самоходных платформ, прицепов и полуприцепов. В учебном издании [5] было рассмотрено много различных случаев движения автопоезда.
Целью работы является разработка математической и компьютерной моделей плоского движения автомобиля-тягача с полуприцепом в процессе торможения для повышения эффективности процесса проектирования ТС.
Для достижения данной цели были выделены следующие задачи:
1. Разработать математическую модель движения автопоезда в процессе торможения;
2. На основе разработанной математической модели создать компьютерную модель;
3. Провести исследование движения автомобиля-тягача и полуприцепа в процессе торможения при выполнении автопоездом типовых манёвров.
В ходе работы была разработана математическая модель движения автопоезда, используя метод Лагранжа. Также на основе математической модели создана компьютерная модель с использованием системы компьютерной математики MATLAB и её библиотеки Simulink. Было проведено несколько исследований поведения автомобиля-тягача и полуприцепа в процессе торможения при выполнении автопоездом типовых манёвров и по результатам проверена её работа.
