РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ КОМПЬЮТЕРНОЙ МОДЕЛИ ВЕРТИКАЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ АВТОМОБИЛЯ С ПОЛУПРИЦЕПОМ

ВВЕДЕНИЕ 5
1 КОЛЕБАНИЯ В АВТОПОЕЗДЕ 8
1.1 Автопоезд 8
1.2 Автопоезд - колебательная система 10
1.3 Виброзащитная система автопоезда 15
2 РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ВЕРТКИАЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ АВТОМОБИЛЯ С
ПОЛУПРИЦЕПОМ 19
2.1 Математическое моделирование 19
2.2 Применение уравнений Лагранжа второго рода при выводе математической модели 21
2.3 Математическая модель вертикальных колебаний автопоезда 22
3 РАЗРАБОТКА КОМПЬЮТЕРНОЙ МОДЕЛИ ВЕРТИКАЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ АВТОМОБИЛЯ С
ПОЛУПРИЦЕПОМ 33
3.1 Компьютерное моделирование 33
3.2 Компьютерная модель вертикальных колебаний автомобиля с полуприцепом в среде MATLAB - SIMULINK .. 34
4 ИССЛЕДОВАНИЕ КОМПЬЮТЕРНОЙ МОДЕЛИ 38
4.1 Определение параметров исследуемого объекта 38
4.2 Определение параметров вертикальных колебаний при наезде на дорожные препятствия с различной скоростью 40
4.3 Определение АЧХ исследуемой модели 50
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 54
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Купить

Одним из главных свойств транспортного средства является плавность хода. Под плавностью хода подразумевается совокупность свойств автомобиля, позволяющих двигаться с заданными эксплуатационными скоростями без превышения общепринятых норм вибронагруженности. Эти нормы устанавливают такими, чтобы различного рода вибрации и колебания не вызывали дискомфорта и были безопасны для водителя и пассажиров, а также не приводили к повреждениям перевозимые грузы и преждевременному выходу из строя конструктивных элементов автомобиля. Наиболее сильно на плавность хода влияют следующие параметры:
1) вес автомобиля, то есть вес подрессоренных и неподрессоренных масс;
2) компоновка автомобиля, то есть размещение сиденья, грузовых отсеков и конструктивных элементов автомобиля;
3) длина базы и колеи автомобиля, а также расположение центра тяжести и подрессоренных масс;
4) размеры колёс и шин;
5) коэффициент жёсткости упругих элементов подвески, трение в системах подвески, жёсткость шин и амортизаторов;
При изучении плавности хода автомобиля рассматривают его колебания, а именно колебания подрессоренных и неподрессоренных масс.
Испытания автомобилей на определение уровня колебаний, вибраций и шума проводятся в лабораториях и на специальных дорогах автополигонов. В качестве начальных данных при проектировании задаются параметры компоновки автомобиля, характеристики дорожных условий и технические требования на показатели оценки плавности хода, устанавливаемые на основе действующих нормативных документов. Затем, в ходе проведения испытаний устанавливаются оптимальные параметры для подвески, шин и прочих элементов, обеспечивающих плавность хода. Однако проведение таких испытаний требуют определённых затрат, времени и специального оборудования, что в конечном итоге сказывается на себестоимости автомобиля. К тому же некоторые виды испытаний связаны с риском негативных последствий для здоровья человека или окружающей среды. Данную проблему решает компьютерное моделирование.
Компьютерное моделирование является эффективным инструментом математического моделирования, и применяются в различных областях. Компьютерные модели используются при проектировании автомобилей и для определения их оптимальных параметров узлов и элементов при проведении испытаний на компьютере. В зависимости от исследуемого объекта и целей моделирования используется различное программное обеспечение для реализации модели и проведения испытаний. Так, разработав компьютерную модель колебаний масс автомобиля, можно определить оптимальные параметры жёсткости подвески в ходе компьютерного моделирования на ЭВМ. При определении плавности хода автомобиля на компьютере с помощью прикладного программного обеспечения можно задать также любой тип поверхности дороги и прочие условия испытаний.
Построение компьютерной модели базируется на абстрагировании от конкретной природы явлений или изучаемого объекта-оригинала и состоит из двух этапов — сначала создание качественной, а затем и количественной модели. Точность компьютерной модели зависит от количества учтённых параметров объекта. Одним из главных свойств компьютерного моделирования является возможность совершать многоразовые испытания модели, каждый раз возвращая её в первичное состояние для достижения оптимального результата.
Также различают аналитическое и имитационное моделирование. При аналитическом моделировании изучаются математические (абстрактные) модели реального объекта в виде алгебраических, дифференциальных и других уравнений, а также предусматривающих осуществление однозначной вычислительной процедуры, приводящей к их точному решению. При имитационном моделировании исследуются математические модели в виде алгоритма, воспроизводящего функционирование исследуемой системы путём последовательного выполнения большого количества элементарных операций.
Компьютерное моделирование заключается в проведении серии вычислительных экспериментов на компьютере, целью которых является анализ, интерпретация и сопоставление результатов моделирования с реальным поведением изучаемого объекта и, при необходимости, последующее уточнение модели и т. д.
Следует отметить, что сделать автомобиль, в котором полностью отсутствуют колебания при движении невозможно, однако вполне можно их минимизировать.
Целью данной работы является разработка компьютерной модели вертикальных колебаний автомобиля с полуприцепом. Для достижения поставленной цели следует решить следующие задачи:
1) составить математическую модель вертикальных колебаний автомобиля с полуприцепом;
2) составить компьютерную модель на основе математической;
3) провести исследование компьютерной модели.

Купить