Научная статья на тему 'Определение критерия устойчивости лесовозных автопоездов при торможении'

Определение критерия устойчивости лесовозных автопоездов при торможении Текст научной статьи по специальности «Общие и комплексные проблемы естественных и точных наук»

CC BY
46
15
Поделиться

Аннотация научной статьи по общим и комплексным проблемам естественных и точных наук, автор научной работы — Курьянов В. К., Бурмистрова О. Н.

Курьянов В.К., Бурмистрова О.Н. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРИТЕРИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ЛЕСОВОЗНЫХ АВТОПОЕЗДОВ ПРИ ТОРМОЖЕНИИ. В работе исследовалось влияние на показатели эффективности и устойчивости ряда конструктивных и эксплуатационных факторов начальной скорости торможения, времени торможения, коэффициента сцепления колес с дорогой, коэффициентов неравномерности действия тормозных механизмов, геометрических параметров дороги продольного и поперечного уклонов, кривизны траектории дороги.

Похожие темы научных работ по общим и комплексным проблемам естественных и точных наук , автор научной работы — Курьянов В.К., Бурмистрова О.Н.,

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

Текст научной работы на тему «Определение критерия устойчивости лесовозных автопоездов при торможении»

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРИТЕРИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ЛЕСОВОЗНЫХ АВТОПОЕЗДОВ ПРИ ТОРМОЖЕНИИ

В.К. КУРЬЯНОВ, зав. каф. транспорта леса и инженерной геодезии ВГЛТА, д-р техн. наук, О.Н. БУРМИСТРОВА, доц. каф. технологии и машин лесозаготовок УхтГТУ, канд. техн. наук

Для решения практически важной задачи выбора типа модели, наиболее полно и точно соответствующей моделируемому объекту, необходимо определить свойства модели, являющиеся критерием качества решения данной модели. К основным свойствам модели относятся адекватность, полнота, точность, устойчивость, абстрактность.

Сложность модели характеризуется числом моделей низкого уровня, использованных при ее построении, а также числом связей между моделями низшего уровня. По мере изменения языка описания объекта от математического к языку физических моделей происходит возрастание устойчивости, сложности и полноты и убывание точности и абстрактности.

При общей характеристике подсистемы «автомобиль» всего комплекса ВАДС желательно связать функционально многочисленные параметры системы и входные переменные с помощью некоторых критериев. В качестве параметра, характеризующего эффективность торможения, взят путь торможения £Т.

Критерием устойчивости автомобиля при торможении выбрано наибольшее из отклонений габаритных точек автомобиля от продольной оси движения 2габ.

В работе исследовалось влияние на показатели эффективности и устойчивости ряда конструктивных и эксплуатационных факторов начальной скорости торможения ио, времени торможения Т, коэффициента сцепления колес с дорогой р, коэффициентов неравномерности действия тормозных механизмов, геометрических параметров дороги - продольного а и поперечного в уклонов, кривизны траектории дороги.

Определение вида уравнений регрессии является наиболее трудоемкой и сложной задачей. Здесь необходимо использовать и априорную информацию о физическом процессе, и опыт предыдущих исследований и последовательно на базе этих сведений в какой-то мере интуитивно приближаться к оптимальному виду уравнений. Но как понимать оптимальный вид уравнений, ведь регрессивный анализ дает нам оптимальность в смысле наименьшего среднего квадратичного

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 6/2005

117

отклонения, т.е. требуется минимизировать а. Но, ставя так задачу, можно далеко уйти от физики процесса. Поэтому целью работы было, с учетом реального характера торможения транспортных средств, получение уравнения регрессии, наилучшим способом приближающейся к множеству точек, полученных при моделировании на ЭВМ движения автомобилей и автопоездов в различных дорожных условиях.

Основным методом определения уравнений регрессии в данной работе являлся метод наименьших квадратов (МНК).

При решении ряда задач применялся также градиентный метод подбора кривых. Так как аналитические выражения и 2гав были нелинейными относительно переменных, то требовалось выбирать такую систему планирования имитационного эксперимента, при которой варьируемые факторы принимали хотя бы три различных значения.

Согласно выбранному плану имитационного эксперимента были получены уравнения регрессии показателей эффектив-

ности и устойчивости от переменных параметров. Для оценки точности сглаживания применялось среднее квадратическое отклонение

а =

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

1

2 (У - У )2

N - 1

(1)

где У - значение выходного параметра, полученного в результате машинного моделирования;

У - значение выходного параметра, полученного по уравнению регрессии;

N - число экспериментов.

Весь процесс статистической обработки результатов моделирования был машинизирован, логическая блок-схема представлена на рис. 1.

В первом блоке осуществляется настройка программы согласно выбранному плану имитационного эксперимента и требуемой регрессионной модели. Вторым основным блоком является математическая модель процесса торможения транспортных средств в различных дорожных условиях.

Рис. 1. Блок-схема статистической обработки результатов моделирования

I=1

118

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 6/2005

На выход блока поступают показатели эффективности и устойчивости 2габ, которые подвергаются регрессионному анализу, использующему в основе своей метод наименьших квадратов. Далее согласно требуемой регрессионной модели определяются коэффициенты уравнений регрессии и рассчитывается среднее квадратичное отклонение результатов. Работа программы заканчивается выводом коэффициентов регрессии и среднего квадратического отклонения.

Примененный метод позволил получить аналитические зависимости показателей эффективности $>т и устойчивости 2габ транспортных средств при торможении от ряда эксплуатационных и конструктивных факторов, начальной скорости торможения ио, времени торможения, коэффициента сцепления колес с дорогой ( , коэффициентов неравномерности действия тормозных механизмов, геометрических параметров дороги - продольного а и поперечного в уклонов дороги, кривизны траектории дороги Кк.

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

Безопасность движения автомобилей в транспортном потоке в большой степени определяется их тормозными качествами. По данным ВНИИ БД МВД России, около 50 % ДТП возникает из-за неисправного технического состояния автомобилей. Также большое влияние на процесс торможения оказывают условия движения - начальная скорость торможения ио, коэффициент сцепления ( , геометрия дорог.

Комплексное исследование влияния вышеуказанных факторов на тормозную динамику транспортных средств имело в основе своей использование теории математического планирования имитационного эксперимента. Для случая торможения двух- и трехосных автомобилей со снижением эффективности действия тормозов на одном борту были получены следующие уравнения регрессии

= 0,58т(7... )В + (С,«, + C, п2 + C3n3)u5'2;

ааа 5 V ааа а VII 22 3 3 ^0?

о 2 ( а2

Ьт = а,и0 +и01 + аърп1 +аАрпг +ар(пъ +

+а6п, + а7п2 + а8п3), (2)

где п - относительные коэффициенты неравномерности действия тормозных механизмов.

Коэффициенты « связаны с коэффициентами неравномерности действия тормозных механизмов К простой зависимостью

п = 1 - К, . (3)

Для абсолютно исправного тормозного механизма п, = 0. В формулах (2) для двухосного автомобиля п3 = 0.

При реальном характере протекания процесса торможения наблюдается общее снижение эффективности действия тормозных механизмов на всех колесах автомобиля без исключения. Аналитические зависимости показателей эффективности 8т и устойчивости 2габ от общего снижения неравномерности действия тормозных механизмов находились по формулам

= 0,5^^ )Ва + (С,«,, + С2 П21 +

+ С3«12 + С4«22 + С5«13 + С6П23)ио'2 ;

^ = а,и + ц,21 а + аър«11 +аррп21 + \р

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

+а5рп1г +а6р«22 +а7рn31 +а8рп25 +

+ а9«И +а,0«2, +аllnl2 +а,2«22 + аlзnl3 + а,4 «,3 ) , (4)

где индекс (!) соответствовал (!-!) левому и 0-2) правому борту автомобиля, а индекс у-му порядковому номеру оси ^ = ,, 2, 3).

При нахождении уравнений регрессии варьировались следующие параметры: загрузка автомобиля, коэффициент сцепления ( (0,2-0,7), начальная скорость торможения и0 (20-,00 км/ч), неравномерность действия тормозных механизмов (40-, 00 % эффективности действия тормозных механизмов).

Результаты расчетов для ряда базовых автомобилей представлены в приложении. Коэффициенты уравнений регрессии, показателей эффективности и устойчивости даны как для конечных параметров процесса торможения, так и для текущих с шагом АТ = 0Д с.

Анализ проведенных исследований позволил разработать следующую зависимость для показателя устойчивости торможения в функции времени

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 6/2005

П9

= 0,58т(2...)В + /и05/22УС п . (5)

ааа ' V ааа' а 0 / , 1 1] \ У

Результаты, полученные по этой формуле и расчетным путем для широкого изменения ряда эксплуатационных и конструктивных факторов (ио, <), говорят о хорошей сходимости (разница в значениях не превышает 8 %).

Проведенный анализ показал, что с достаточной степенью точности можно коэффициенты С] соответственно для передних и задних колес определять комплексно по подкатегориям транспортных средств. Так, при торможении легковых порожних автомобилей с <р = 0,65 С1 = 0,0004 + + 0,00005, а С2 = 0,00038 + 0,00002.