Научная статья на тему 'Математична модель динаміки руху самохідних транспортувальних машин з пружно зчленованими елементами каскадного типу'

Математична модель динаміки руху самохідних транспортувальних машин з пружно зчленованими елементами каскадного типу Текст научной статьи по специальности «Экономика и бизнес»

CC BY
41
12
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
самохідні транспортувальні машини / математична модель / математично-комп'ютерний інструментарій / self-propelled mountings / mathematical model / mathematical and computer instruments

Аннотация научной статьи по экономике и бизнесу, автор научной работы — Ю. М. Черевко, М. І. Черевко, І. С. Лозовий

Розроблено математично-комп'ютерний інструментарій для дослідження динаміки руху самохідних транспортувальних машин з пружно зчленованими елементами (СТМПЗЕ) з урахуванням реальних характеристик доріг і бездоріжжя, приводного двигуна, орієнтованого на вантажні машини підвищеної прохідності. Наведено результати математично-комп'ютерного дослідження динаміки руху СТМПЗЕ каскадного типу.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Mathematical model and mathematically computer tool of research of dynamics of moved of SPMSCE of cascade-tray

The article covers the following problems: mathematical and computer instruments have been worked out in order to investigate self-propelled mountings with springy and clutch elements (SPMSCE) considering real characteristic of good and bad roads, and the engine which practicable trucks use; mathematical and computer research of self-propelled mountings with springy and clutch elements if cascade type has been conducted.

Текст научной работы на тему «Математична модель динаміки руху самохідних транспортувальних машин з пружно зчленованими елементами каскадного типу»

2. Лепейко Т.И. Проблемы мотивации творческой работы персонала / Т.И. Лепейко // Бизнес-информ. - 2004. - № 7-8. - С. 83-89.

3. Максименко Т. Оцшка результат i складност роботи як шструмент мотивацп уп-равлшських працiвникiв / Т. Максименко // Украша: аспекти пращ. - 1999. - № 6. - С. 44-46.

4. Маслов В.И. Стратегическое управление персоналом в условиях эффективной организационной культуры / В.И. Маслов. - М. : Изд-во "Финпресс", 2004. - 288 с.

5. Маслоу А.Г. Мотивация и личность / А.Г. Маслоу. - СПб. : Изд-во "Евразия", 1999. -

479 с.

6. Dyer L. A strategic perspertive of human resources management / L. Dyer, G.W. Holder. -Washington, DC, 1988. - 234 p.

Маслак А.А., Колодийчук А.В. Стратегические аспекты управления персоналом

Выделены основные подходы к управлению персоналом, определена суть новой теории управления персоналом, дано определение стратегического менеджмента, охарактеризованы варианты стратегий по персоналу, рассмотрены планы стратегии организации.

Ключевые слова: стратегия организации, цели организации, мотивация управленческого персонала, стратегический менеджмент, планы.

Maslak O.O., KolodiychukA.V. Strategic aspects of management a personnel

In the article the basic going is selected near a management a personnel, certainly essence of new theory of management a personnel, determination of strategic management is given, the variants of strategies of personnel are described, the plans of strategy of organization are considered.

Keywords: strategy of organization, whole organizations, motivation of managerial staff, strategic management, plans.

УДК 629.3.027 Ю.М. Черевко; М.1. Черевко - Академы сухопутных вшськ м. гетьмана П. Сагайдачного; 1.С. Лозовый - НУ "Львiвська полтехшка"

МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ ДИНАМ1КИ РУХУ САМОХ1ДНИХ ТРАНСПОРТУВАЛЬНИХ МАШИН З ПРУЖНО ЗЧЛЕНОВАНИМИ ЕЛЕМЕНТАМИ КАСКАДНОГО ТИПУ

Розроблено математично-комп'ютерний шструментарш для дослщження дина-мши руху самохщних транспортувальних машин з пружно зчленованими елемента-ми (СТМПЗЕ) з урахуванням реальних характеристик дор^ i бездорiжжя, приводного двигуна, орieнтованого на вантажш машини тдвищено!' прохщносп. Наведено результата математично-комп'ютерного дослщження динамши руху СТМПЗЕ каскадного типу.

Ключов1 слова: самохщш транспортувальш машини, математична модель, ма-тематично-комп'ютерний шструментарш.

Вступ. Як зазначено в [1], основна частина дослщжень динамжи СТМ присвячена зменшенню впливу вертикальних або поперечних коливань у шд-вюках СТМ { трансмшях. Для зменшення негативного впливу поздовжшх коливань запропоновано, як вар1ант, розчленування основно! шерцшно! маси СТМ, доведено ефектившсть такого способу, тому доцшьно продовжити дослщження в цьому напрямку.

Метою цього досл1дження е розроблення математично! модел1 роботи СТМПЗЕ, що дасть змогу зменшити негативний вплив поздовжшх динам1ч-

них навантажень на них та математично-комп ютерного шструментарда для цього.

Результати дослвдження. За розрахункову схему СТМПЗЕ прийняли таку, яку показано на рис. 1, де видшено шас СТМ, його кузов, вантаж1, ве-дуч1 1 кероваш колеса, як м1ж собою пружно зчленоваш. На схем1: Сш, Ск, Св1, Свп - центри мас шас1, його кузова та вантаж1в вщповщно.

Рис. 1. Розрахункова схема СТМПЗЕ

Рис. 2. Прийнятi нерухома Х^О^^о, рухомi Х^З^!, X2^2^2 системи координат та координати характерних точок СТМ у них; координати центрiв мас С ш , С к , С, Сп та початку О2 системи координат Х2^2^2 У рухомих коор-

динатних системах Х^О^, X202^2'

За узагальнеш координати приймемо: д1 = 0Х01,д2 = 0Zоl- координати початку О1 координатно! системи Х^Э^ у нерухомш систем1 координат

ХоOоZо; дз = 0^о1 - кут повороту рухомо! системи координат Х^Э^ вщ-

носно нерухомо! системи координат; д4 = 1Хо2- координата початку О2 координатно! системи Х2Р2^2 в рухомш систем1 Х^Э^ координат; 2

д4+ -ХС1 - координата центру мас ¿-го вантажу в систем! координат

X! = I,...,п; п+j = - кут повороту валу /-го колеса, ] = 1,...т; Введемо позначення

¿1 = 1ХсшСов°^01 - ^сшвт0^;

ZCш СОБ%)1

¿3 = (1Х°2 + 2Хск) СОБ - (1 + 22ск) бШ °^)1;

' ¿4 = (1Х°2 + 2Хск) БШ >01 + (1 + 22ск) СОБ >л; = (1Х°2 + 2Ха) СОБ - (1 + ^а) БШ ¿в! = (1)2 + 2Ха) БШ +(1 + г2а) СОБ

п

М = тш + тк + Е тв! V !=1

сумарна маса мехатчно! п1дсистеми шас1-кузов;

!!

I =1

g - прискорення вшьного падшня; /к! - коефщенти опору перемщенню ¿-го

вантажу вздовж кузова, коли сила опору залежить вщ сил притискання; а _1! г+1- вщнесеш до одинищ маси коефщенти опору перемщенню ¿-го

вантажу вздовж кузова, коли сили опору залежать вщ вщносних швидкостей ¿-го вантажу з1 швидкостями ! -1, та ! +1 вантаж1в; С Сц+1- коефщенти

жорсткост пружних елеменлв м1ж ! -1 ^!, та ! ^! +1 вантажами; //-1 /, // /+1- довжини пружних елеменлв у недеформованому сташ; /ш - ко-

ефщент опору перемщенню кузова вздовж шаЫ, коли сила опору залежить вщ сил притискання; ак - вщнесений до одинищ маси коефщент опору перемщенню кузова з вантажами вздовж шаЫ, коли сили опору залежать вщ вщ-носно! швидкост кузова; Сшк- коефщент жорсткост пружного елементу

1 2

м1ж шас1 та кузовом; Хш1, Хк1- координати кр1плення пружного елементу до шас в систем! координат Х^З^ та до кузова в систем! координат Х202Z2; /ш,к - довжина пружного елементу в недеформованому стат.

Пружний окружний момент j - того тягового колеса за вщсутност проковзування м1ж ним 1 опорною поверхнею дороги дор1внюе

де Сщ - жорстюсть ¿-го тягового колеса в тангенщальному напрямку.

Сумарна жорстюсть послщовно з'еднаних пружних елеменлв "ресо-ри-колеса" дор1внюе

а тягове зусилля Ттяг вщповщно ^^

Zoпj - ° Zа (°хвщ)'

Cpj • cK

Conj = Cpj+Ср'

де Cpj, cjPj - жорсткостi поперечна ресори та радiальна колеса.

Координати точки Ощ в нерухомш XqOqZq координатнш системi за-пишемо у виглядi

0 х ощ =0 х oí + L5j;0 zonj =0 zoi + L6j;

де Lvj = 1Xощ cos Vn - lZonj sin V1; Lgj = 1Xощ sin V1 + lZonjCos°W)i; j = 1,..., mL де m¡ - загальна кiлькiсть опор шаЫ.

Вiльна довжина ^ощ j-о! опори шасi складаеться з прогину ресори

lpj у вшьному сташ та радiуса ненавантаженого колеса Rk .

Силу пружно! деформаци j-о! опори шасi запишемо у виглядг

Fonj = Conj • {ьвощ -[0Zonj - 0Z, (0Хощ)]}, j = 1..тц; Момент опору кочення j-го колеса Мonj =aRjFonj, де ащ - коефь

цiент опору кочення j-го колеса.

Сила опору кочення j-го колеса, що передаеться на шас СТМ, дорiв-

FK__м onj_

нюе рощ =0 Zoni -0 z, (0 Хощ, )•

Отримаемо диференцiальнi рiвняння руху основних елементiв СТМПЗЕ каскадного типу в такому виглядг

0 Х 01 • М - •

n

тш^2 + mkL4 + £ m6iL6i i=1

л f

1X

+ xX

02

n

mk +1 m6i i=1

c°s(V01

+

П i \2 f П

+ £ 2XCim6i cos%1 -(°&01) • ^L1 + mkL3 + £m6iL5i i=1 v ' v i=1

0

0

0

n

2 v

0

( n Л

V01 •1X02 •2 mk + £ m6i sin>01- >012 £ 2XCim6i sin>01 v i=1 J i=1

m + £

0Cr

f=10 z

ощ .j

- 0 Z

d

m £

aKj • Сощ. j

j=1 Zon. j - Zd ( 0 ^щ.,')

(0 Xonj)

0 xo^ jdt

00 Z

ощ.,

- 0 Z

d

(0Xonj)

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

ощ.,

0

ощ.,

0? J0

d V^J-

n

0¿oiM + (г mшLl + m^ +Z тв^

i=1

л f

lv

+ X

02

n

тк + Z m^ i=l

sin 0P01 +

n

+ Z 2Xci^i sinp0l t=l

+ 0Por 02^2

n

'0P01л

V

\

n

mшL2 + mKL4 + Z i=l

+

mK + Z mвi

i=l

0

со^ Pol +

+ °por 2 Z 1XCi mt COSpol = -i=1

n

1 ir

0

n

mш + mK + Z mвi

i=1

g +

m

1

+ Zfon.y

j

0.. /

- X01

0 zon. j - 0 Zd ( %П. j

n

mшL2 + mkL4 + Z mbiL6i t=1

0

+ Zol

n

mшLl + mkL3 +Z mbtL5t t=l

+

+0p 01

(1xСш)2 + (^сш)2

+ mK

(1x 02 + 2 xCK ) + (Z02 + 2zCK }

+

n

+Z mbt

t=1

Ск ) +(lz02 + 2zCk )'

n

+ LCш + LCK + iCi | +

+1X

02

n

L4mk + Z mbiL6i t=1

COS0(ol +

n

mkL3 + Z mbiL5i t=1

sin°P0l

+

2

+ Z mbt XCi (-L6tCOS 0P01 + L5tsin 0P01 ) +

t=l v '

mk (lX02 +2 XCk ) + mbt ( 1x02 +2 XCi )

+ 0p 01

XX 02

+

n

+ Z mbt XCt t=1

X 02+2 XCi

= -g 1L1 + mKBL3 )

+

m

+ Z COnj {П.] j = 1 1

0ZOn.j - 0zd 10XOn.j

01

' п л

тк + 1 тЫ V I=1 у

со8 % + 0 г 01 (тк + тЫ1) ) 0^01

+

+ 0ф02

п

тк14 + 1 тЫ1161 I=1

СОвфф+

п

тк13 + 1 тЫ1151 I=1

вт0^

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

+

02

С \ / \ 2

п фф01

тк + 1 тЫ/ _

V 1=1 У V У

тк (1Х02 + 2ХСк ) +

п1 1 тЫ111 /=1 У

Х 02 + 2С/

п

тк + 1 тв1 1=1 у

& ■

/ 1 л

81п0^01 + /ш ■ $1&п

С1Х

02

Л

0 с1х 02 ■СОв 0^)1 + ак—ср

V /

+

1Х02 + 2 Хк1)_ V к

+Сш, к (1Хш1 -(1]

тыД °Х 01СОв ф01 + 0 2 0181п ф01 + 0ф01 (_161СОв ф01 + Ь5181п ф01) +

+ 2^Ъ+1 V) (1Х02 + 2Хс/ ) = -"вГ8-

С 2 Х с,/_1 С2ХГ1

вт0ф01 + /к1 ■

ж

сов0^01

+& +С,-

а-1,11 тк ■ к=/

СТ

СТ

п

а+1 1 тк ■

к=I+1

V у

' с2 Хс _ с22+1л

+

л

л

+

Ч _1, / 1 Хс, /

Т] ф = М др

-1 _ 2Хс1 _ Ь-1,/)_ С/,/+112Хс,I _ 2Хс,/+1 _ Ь,I+1); 1 = 1-п

/ л ф

V У

Т СК]

т

1 07 07 /0Х '=1 _ ХС

Т

0 ХОП. ¡С

ф] 107 07 (0Х 1

0 ^ОП/ _ ^ ХОП..

]=1 ^ОП]'

] = 1,..., т

Система " 4 + п + т " диференцiальних рiвнянь - це математична модель руху СТМПЗЕ каскадного типу, яка мае " т" тягових колiс i транспор-туе " п" вантажiв. До не! входять додатково до невщомих " 4 + п + т " узагаль-нених координат та 1'хтх похiдних за часом ще "14 + 7п + 2т + 4т1" парамет-рiв та "1 + т + т1" заданих функцiй.

Параметри: а) 2 га, тв1> С С1 _1,Ч _1, Ра1_1 Р ^1=1'..'п;

б)

хсю 2ск,тК, 1К,сшК, 1шК,ак,fш,

1хсш ' 1гсш ' тш, ш, 1г02' % ;

Т

в) Ыр С к] ]=1'...'т;

г) 1хj,1zj, cL CPj j = 1,..., mv

kj

f \

Заданi функци: 0Zd (x0); Mj ф , j = 1,...,m; Мгал (t), j = 1,...,m.

v У

Для системи диференцiальних piB^Hb (1) розв'язували задачу Кошi, тому для ще! системи рiвнянь формували 2(4 + n + m) початкових умов.

Математична модель руху СТМПЗЕ - це система 4 + n + m нелшшних неоднорiдних звичайних диференцiальних рiвнянь другого порядку, що не-розв'язана вщносно старших похiдних вiд узагальнених координат за часом. Надалi були застосували чисельнi методи iнтегрування систем жорстких звичайних диференщальних рiвнянь першого порядку.

Зовнiшня механiчна характеристика приводного двигуна СТМ, характеристика його гальм, зазвичай подають у вщповщнш лiтературi в графiчно-му виглядь Для систем рiвнянь потрiбно мати !хне аналiтичне представлення, тобто необхщно виконати iнтерполяцiю цих функцiй. Тут було прийнято ку-бiчний сплайн-штерполящю [2] числових функцiй, що характеризують при-водний двигун СТМПЗЕ та його гальма.

Надалi профiль дороги представлявся тими чи шшими анал^ичними або кусково-аналiтичними функцiями.

З урахуванням всього викладеного, було розроблено на базi Mathcad-II математично-комп'ютерний шструментарш для дослiдження динамiки руху СТМПЗЕ каскадного типу, який дав змогу виконати дослщження у широкому дiапазонi значень параметрiв СТМПЗЕ та рiзноманiтному представлен-нi функцш, що задаються.

Для кубiчноl сплайн-штерполяци функцiй було застосовано функцiю "interp (S, X, y, t)".

Для штегрування системи "жорстких" диференцiальних рiвнянь першого порядку, розв'язаних вщносно цих похiдних, було застосовано функцш Radau (y0, t0, t1, M, F), що використовуе алгоритм RADAUS. Розв'язок почат-ково! системи рiвнянь другого порядку вiдносно старших похщних за методом Крамера та пониження порядку похщних були виконаш програмно.

Вони дають змогу стверджувати таке.

Для "Розгш-Рух" СТМПЗЕ (t = 0-80 с):

Двигуни виконують однакову роботу, розвивають однаковi середш потужностi та крутнi моменти; на щ величини впливае лише значення опору перемщення СТМПЗЕ вздовж дороги (fd).

Пройденi шляхи СТМПЗЕ за час цього етапу, !хт середш та кiнцевi швидкост залежать лише вiд величини коефщента опору перемiщення СТМ.

Пiки зусиль з боку тягових колю на шас СТМПЗЕ порiвняно з СТМ зменшуються вiд 9 % до 20 % залежно вiд значень коефщенлв опору

fd, /ш,f к.

Пiки зусиль з боку шас або кузова на вантажi зменшуються до 10 % залежно вщ значень коефщенпв опору та спiввiдношень мiж масами, жорсткостями елеменлв СТМ.

nÏKOBÏ значення пришвидшень шасi спадають до 10 %.

Висновки. 1. З метою зменшення динамiчних навантажень, якi ддать на елементи СТМ пiд час 1хнього руху, доцiльне пружне зчленування ïx ос-новних елементiв. 2. Встановлення демпфiрувальниx елементiв паралельно до елеменлв пружного зчленування значно знижуе пiковi значення перемь щень кузова та вантажiв, ïxнix швидкостей i пришвидшень на дiлянцi розгону СТМПЗЕ. Це стосуеться i поздовжнix сил, що ддать на елементи СТМПЗЕ. 3. Як пружне зчленування основних елеменлв СТМ, так i добавлеш елементи демпфування, не впливають на значення основних показниюв роботи СТМПЗЕ, а саме на: розхщ пального, середнi потужностi та крутнi моменти, пройдений шлях та середню швидюсть на дшянщ руху.

Л1тература

1. Черевко Ю.М. Результати дослщжень роботи самохщних транспортувальних машин з пружно зчленованими елементами / Ю.М. Черевко, М.1. Черевко, 1.С. Лозовий // Автошля-ховик Украïни : наук.-виробн. журнал. - К., 2010. - № 1. - С. 12-15.

2. Вержбицкий В.М. Основы численных методов / В.М. Вержбицкий. - М. : Изд-во "Высш. шк.", 2002. - 840 с.

Чэрэвко Ю.М., Чэрэвко М.И., Лозовый И.С. Математическая модель динамики движения самоходных транспортных машин с пружинисто-сочлененными элементами каскадного типа

Разработан математический компьютерный инструментарий для исследования динамики движения самоходных транспортирующих машин с пружинисто-сочлененными элементами (СТМПСЭ) с учетом реальных характеристик дорог и бездорожья, двигателя, ориентированного на грузовые машины повышенной проходимости. Проведены математические компьютерные исследования динамики движения СТМПСЭ каскадного типа.

Ключевые слова: самоходные транспортирующие машины, математическая модель, математический компьютерный инструментарий.

Tcerevko Yu.M., Tcerevko M.I., Lozovyj I.S. Mathematical model and mathematically computer tool of research of dynamics of moved of SPMSCE of cascade-tray

The article covers the following problems: mathematical and computer instruments have been worked out in order to investigate self-propelled mountings with springy and clutch elements (SPMSCE) considering real characteristic of good and bad roads, and the engine which practicable trucks use; mathematical and computer research of self-propelled mountings with springy and clutch elements if cascade type has been conducted.

Keywords: self-propelled mountings, mathematical model, mathematical and computer instruments.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.