Тема: РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО МОДУЛЯ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СИЛ СОПРОТИВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЮ АВТОМОБИЛЯ ПО ХАРАКТЕРИСТИКЕ «РАЗГОН-ВЫБЕГ»

В настоящее время задачи по повышению энергоэффективности транспортных
средств становятся все более важными. С этой целью проводятся исследования автомобилей на потребительские свойства: топливная экономичность, скоростные
свойства, объём выхлопов (экологичность).
Для оценки энергетической эффективности и топливной экономичности
транспортного средства (ТС) применяют различные частные и комплексные критерии, такие как максимум производительности ТС, минимум энергоёмкости в виде
удельного расхода топлива и другие. Эти критерии зачастую являются неоднозначными и противоречащими друг другу. Прямые топливно-энергетические затраты
наиболее полно и комплексно характеризуют ТС и режимы его работы. По их минимуму можно находить оптимальные нагрузочные режимы и соответствующие им
оптимальные энергетические и технико-экономические параметры ТС [3].
При эксплуатации показатели автомобилей постоянно меняются, причём чаще
в сторону ухудшения. Изменения необходимо отслеживать, особенно те, что повышают расход топлива. Однако сегодня не обеспечивается качественная проверка тяговых и экономических свойств автомобиля из-за недостатка тяговых стендов. Поэтому важно совершенствовать методы измерения нужных показателей.
При исследовании технических систем могут использоваться теоретические и
эмпирические методы. Каждое из этих направлений обладает относительной самостоятельностью, имеет свои достоинства и недостатки. В общем случае, теоретические методы в виде математических моделей позволяют описывать и объяснять
взаимосвязи элементов изучаемой системы или объекта в относительно широких
диапазонах изменения переменных величин. Однако при построении теоретических
моделей неизбежно введение каких-либо ограничений, допущений, гипотез и т.п.
Поэтому возникает задача оценки достоверности (адекватности) полученной модели
реальному процессу или объекту. Для этого проводится экспериментальная проверка разработанных теоретических моделей. Практика является решающей основой
научного познания.
Проводятся испытания на полигонах в условиях магистралей, городских циклов и по пересеченной местности. Полигонные испытания отличаются высокой
стоимостью. Разрабатываются математические модели, которые воспроизводят условия натурного эксперимента. Если модель адекватна, это позволяет исследовать
динамику автомобиля при различных режимах движения, значит, сокращает затраты
[1].
В качестве экспериментальных исследований в данной ВКР являются кривые
выбега автомобиля.
Область применения рассматриваемой задачи: автомобильная промышленность, наукоёмкое машиностроение и инженерное подразделение.
Объектом исследования является автомобиль КАМАЗ-5308. Это двухосный
грузоподъёмностью 7,7 тонн, бортовой автомобиль семейства 4308.
Цель исследования - разработка и реализация программного продукта по определению коэффициентов суммарной силы сопротивления по характеристике «разгон–выбег».
Для реализации данной цели необходимо выполнить ряд задач:
1. Анализ математических методов для получения коэффициентов суммарной силы сопротивления по кривой выбега;
2. Разработка расчётного модуля 1 на основе выбранной методики;
3. Разработка расчётного модуля 2 для построения графика разгона на основе выходных данных расчётного модуля 1;
4. Формирование требований к программному продукту на основе пожеланий заказчика;
5. Разработка интерфейса с учётом требований к инженерным продуктам;
6. Верификация работоспособности программного продукта;
7. Получение выходных данных для разработки математических и имитационных моделей КАМАЗ;
8. Выполнить оценку эффективности внедрения предложенных разработок.
Купить

В данной ВКР был разработан и реализован программный продукт по определению коэффициентов и суммарной силы сопротивления по характеристике «разгон–выбег».
Все поставленные цели были выполнены, а именно:
1. Были проанализированы математические методы для получения коэффициентов суммарной силы сопротивления по кривой выбега;
2. Разработан расчётный модуль 1 на основе выбранной методики;
3. Разработан расчётный модуль 2 для построения графика разгона на основе выходных данных расчётного модуля 1;
4. Были формированы требования к программному продукту на основе
пожеланий заказчика;
5. Разработан интерфейс с учётом требований к инженерным продуктам;
6. Проведена верификация работоспособности программного продукта;
7. Были получение выходные данные для разработки математических и
имитационных моделей КАМАЗ;
8. Проведена оценка эффективности внедрения предложенных разработок.
На основе сравнений математических методов для определения суммарной
силы сопротивления и коэффициентов:
1. МНК 5-го порядка;
2. Метод арктангенс;
3. Сплайн-метод.
И с учётом существующих недостатков было решено использовать метод
МНК 5-го порядка, изложенный в диссертации В.С.Карабцева.
В результате исследований была верифицирована методика по уточнению коэффициентов сил сопротивления при движении автомобиля в режиме выбега.
И с учётом полученных выходных данных по выбегу была построена характеристика разгона автомобиля.55
Практическая значимость разработки заключается в конструировании оптимальных комплектаций автомобиля, в разработке рекомендаций для улучшения топливной экономичности и скоростных свойств автомобиля.
Научная значимость состоит в совершенствовании методик верификации расчётных моделей на концептуальном этапе проектирования и на этапе доводки конструкции, благодаря совмещению натурных и виртуальных испытаний.
Верификация показала, что полученные результаты достаточно близки к результатам реальных испытаний, проведенных в условиях полигона, а значит, разработанный программный модуль достаточно точно выполняет расчёты и строит характеристики.

Купить