РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО МОДУЛЯ РАСЧЕТА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НАГРУЗКИ ПО ОСЯМ АВТОМОБИЛЯ КОЛЕСНОЙ ФОРМУЛЫ 8Х8 И НЕЗАВИСИМОЙ ПОДВЕСКОЙ КОЛЕС ПРИ РАЗГОНЕ И ТОРМОЖЕ
ВВЕДЕНИЕ 5
1. АНАЛИЗ ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА МЕХАНИЗМЫ АВТОМОБИЛЯ 7
1.1 ВНЕШНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА АВТОМОБИЛЬ 7
1.2 ВНУТРЕННИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА МЕХАНИЗМЫ АВТОМОБИЛЯ 14
2. АНАЛИЗ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НАГРУЗКИ ПО ОСЯМ
АВТОМОБИЛЯ ПРИ РАЗГОНЕ И ТОМОЖЕНИИ 21
2.1 ПРЯМОЛИНЕЙНОЕ ДВИЖЕНИЕ АВТОМОБИЛЯ 21
2.2 ЦЕНТР ТЯЖЕСТИ АВТОМОБИЛЯ 22
2.3 НОРМАЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ ОПОРНОЙ ПОВЕРХНОСТИ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ НА КОЛЕСА МНОГООСНОЙ МАШИНЫ 24
3. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО МОДУЛЯ РАСЧЕТА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НАГРУЗКИ ПО ОСЯМ
АВТОМОБИЛЯ 27
4. СОЗДАНИЕ МОДЕЛИ АВТОМОБИЛЯ В ПРОГРАММНОМ КОМПЛЕКСЕ «УНИВЕРСАЛЬНЫЙ
МЕХАНИЗМ» 33
4.1 ОБОСНОВАНИЕ ПРОГРАММНОЙ СРЕДЫ 33
4.2 ПРОЦЕСС СОЗДАНИЯ ФИЗИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ АВТОМОБИЛЯ КАМАЗ-6560 34
4.3 АНАЛИЗ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ 43
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 46
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 48
ПРИЛОЖЕНИЕ
В настоящее время существует множество факторов, которые разрушают дорожное покрытие - это неправильная резина на автомобилях, природные факторы, плотность движения, и т.д. Одним из таких «разрушителей» является большегрузный автомобиль, так как при неправильной нагрузке на ось происходит разрушение дорожного полотна.
Нагрузка на ось (осевая нагрузка) - это нагрузка от массы автомобиля, передаваемая на дорожную поверхность колесами одной оси.
Масса автомобиля (снаряженная или полная) и нагрузки на его оси связаны простым соотношением: масса автомобиля равна сумме нагрузки на все оси автомобиля. Нагрузка на задние оси автомобиля, как правило, больше, чем на передние. Это связано с тем, что грузовая платформа расположена в зад¬
ней части машины, а спереди идет нагрузка от кабины и силового агрегата.
Нормальные реакции автомобиля можно определить, лишь рассматривая колесную машину как динамическую колебательную систему при установившемся движении.
Работа посвящена изучению расчета распределения нагрузки по осям автомобиля. Актуальность данной работы заключается в том, что в современном мире безопасность на дорогах занимает очень важное место, а корректное распределение нагрузки по осям автомобиля позволяет исключить один из факторов, разрушающих дорожное покрытие.
Для того чтобы избежать непредвиденных ситуаций на дороге, необходимо рассчитать нагрузку на оси таким образом, чтобы на момент разгона и торможения автомобиля она увеличивалась или уменьшалась не более чем на 15% от нагрузки в статическом состоянии.
При исследовании данной темы необходимо проанализировать факторы, влияющие на механизмы автомобиля и на основе результатов анализа разработать программный модуль для расчета распределения нагрузки по осям автомобиля.
Целью данной работы является разработка программного модуля расчета распределения нагрузки по осям автомобиля колесной формулы 8х8 с независимой подвеской при разгоне и торможении.
Задачи, поставленные для достижения указанной цели:
1. Получение математической модели для распределения нагрузки.
2. Создание программы на основе математической модели.
3. Построение модели в программном комплексе «Универсальный меха-низм».
4. Сравнение результатов, полученных на основе аналитического решения и модели в «Универсальном механизме».
Объектом исследования выбран автомобиль КАМАЗ -6560. Предметом исследования является непосредственно оси автомобиля и нагрузка на них.
Распределение нагрузок по осям автомобиля играет немаловажную роль в безопасности дорожного движения. Исследование данной темы привело к результатам, помогающим избежать непредвиденных ситуаций на дорогах.
В выпускной квалификационной работе изложен теоретические и практические вопросы, касающиеся распределения нагрузки по осям автомобиля.
За предмет исследования был взят многоосный автомобиль КАМАЗ-6560, построена модель данного автомобиля в программном комплексе «Универсальный механизм», что позволило наглядно продемонстрировать нагрузку на каждую ось при разгоне и торможении.
По результатам проведенной работы были изучены теоретические основы и с учётом полученных навыков были решены следующие задачи:
1. Получена математическая модель для распределения нагрузки.
2. Создана программа на основе математической модели.
3. Построена модель в программном комплексе «Универсальный механизм».
4. Сравнены результаты, полученные на основе аналитического решения и модели в «Универсальном механизме»
В ходе работы были так же исследованы силы и моменты, оказывающие влияние на нагрузку по осям автомобиля, на его механизмы и на автомобиль в целом. Чтобы учесть все тонкости, были рассмотрены некоторые механизмы отдельно.
На основе графиков, построенных в программной среде MATLAB и программном комплексе «Универсальный механизм» был сделан вывод, что нагрузки на оси автомобиля КАМАЗ-6560 соответствуют принятым в Российской Федерации стандартам, что в свою очередь, гарантирует безопасность передвижения данного автомобиля по дорогам.
Так же были рассмотрены характеристики автомобиля, оказывающие прямое влияние на распределение нагрузки, получены уравнения равновесия, на их основе получена математическая модель. С помощью расчетов в среде MATLAB на основе математической модели, были получены нагрузки на каждую ось отдельно, результаты были сравнены с графиками, построенными при исследовании модели в «Универсальном Механизме».
В первом разделе рассмотрены факторы, влияющие на автомобиль. Во втором разделе построена и проанализирована математическая модель. В третьем и четвертом - разработан программный модуль и построена модель в «Универсальном механизме» соответственно.
