CC BY
33
поведшки каркасу кузова типу Low-entry у pa3i сумщення класично! та низь-кошдлогово! схем його компонування.
Рис. 4. Схема прикладання в 'язей структури каркасу кузова згiдно з
Правилами СЕК ООН № 66
Лггература
1. Голенко К.Е. Комп'ютерне моделювання i анашз напружено-деформованого стану каркасу кузова автобуса типу Low-entry / К.Е. Голенко, О.З. Горбай, Л.В. Крайник // Вюник НУ "Львiвськa пол^ехшка" : Динaмiкa, мiцнiсть та проектування машин i прилaдiв. - Львiв : НУ "Львiвськa полггехшка", 2008. - 173 с.
2. Голенко К.Е. Особливост формування неавних структур каркасу автобуса типу low-entry / К.Е. Голенко, Л.В. Крайник // Вюник НУ "Харювський полiтехнiчний iн-т". - Харюв: НУ "Харювський полiтехнiчний iн-т", 2008. - 152 с.
3. ДСТУ UN/ЕСЕ R 66-00:2002 Сдиш технiчнi приписи щодо офiцiйного затвердження великогабаритних пасажирських дорожнiх транспортних зaсобiв стосовно мщносп верхньо'' частини 1'хньо'1 конструкцл (Правила ЕЭК ООН № 66-00:1987, IDT).
4. Маркеев А.П. Теоретическая механика : учебник для университетов. - И.: РХД, 2007. - 592 с.
5. Потемкин А.В. Трехмерное твердотельное моделирование. - М. : КомпьютерПресс, 2002. - 296 с.
УДК 629.113.001 Acnip. О.В. Житенко - НУ "Rbeiecbm полтехмка "
СУЧАСНИЙ СТАН ДОСЛ1ДЖЕННЯ КОЛИВАНЬ ТА ПЛАВНОСТ1 ХОДУ КОЛ1СНИХ ТРАНСПОРТНИХ ЗАСОБ1В
Зроблено анал1з роб1т, що стосуються коливань та плавносп ходу колюних транспортних засоб1в. Вщзначено розвиток математичного моделювання як процесу, описано способи, засоби та наведено необхщну шформащю щодо вибору модель Акцентовано увагу на розвитку 1м1тацшного моделювання. Описано тдходи достд-ниюв, рекомендаций показники та особливосп ощнки плавносп ходу.
Post-graduate O.V. Zhytenko - NU "L'vivs'ka Politekhnika"
DEVELOPMENT OF RESEARCHES FROM VIBRATIONS AND SMOOTHNESS OF MOTION OF THE WHEELED TRANSPORT VEHICLES
The analysis of works, which are up to vibrations, and smoothness of motion of the wheeled transport vehicles is conducted in work. Noted development of mathematical designs as process, described methods, facilities that necessary information on the choice of model. Accented attention on development of imitation design. Described approaches of researches, recommendations, indexes and approaches to estimation of smoothness of motion.
3. Технолопя та устаткування деревообробних шдприемств
103
Нащональний лкотехшчний унiверситет Украши
Дослiдження коливань колюних транспортних 3aco6iB передбачае ви-рiшення задач рiзного типу у трьох взаемопов'язаних напрямках: дослщжен-ня мшропрофшю дороги, коливання КТЗ, вщчуття людини чи цiлiснiсть ван-тажу. Дослщження коливальних процесiв та плавност ходу КТЗ зроблено в роботах А.А. Хачатурова [1-2], де описано напрямки теори автомобшя, зумов-леш складанням математичних моделей окремих ланок системи "дорога - шина - автомобшь - водш" i вивченням динамiки цiеï системи як единого цшого.
Також необхiдно вщзначити роботи з дослiдження плавностi ходу Р.В. Ротенберга [3] та Н.Н. Яценка [4-5], в яких розглянуто основи теори плавност ходу, викладено експлуатацшно-техшчш вимоги, а також наведено методики розрахункового й експериментального визначення показниюв, що вiдображають вимоги до плавност ходу. Представлено опис устаткування, апаратури i методiв експериментальних дослщжень цього показника, а також наведено результати експериментального визначення параметрiв шдресорен-ня i викладено основнi вимоги до елеменлв конструкцiй пiдресорення. Роботи цих науковщв надалi брали за основу iншi дослiдники.
Дослщжено низку послiдовних етапiв, починаючи вщ розгляду КТЗ як матерiальноï точки, що перебувае шд дiею зовтштх сил [6-7], i продовжу-ючи розглядом КТЗ як системи зi сконцентрованими масами i ïx перемщен-нями [8]. На нашу думку, подальший розвиток науки вимагае розгляду дина-мiчноï системи загалом за рiзниx режимiв експлуатаци.
Вивчення коливань КТЗ починаеться традицшно з математичного мо-делювання [9]: опрацьовують набiр припущень [2], становлять рiвняння ме-xанiчноï моделi (рiвняння, що описують динамшу системи, можуть базувати-ся на принципi Даламбера, диференщальних рiвнянь системи твердих тiл, рiвнянь Лагранжа другого роду чи рiвнянь Ньютона, канонiчниx рiвнянь Га-мшьтона або ïx можна скласти за методом Кейна [10]) та виконують аналь тичне чи числове дослщження. Причому можна або отримувати вщразу гро-мiздкi результати [11], або йти шляхом поступового ускладнювання задач i самих систем, об'еднувати в математичш моделi динамiки КТЗ частковi мате-матичнi моделi його шдсистем [12].
Варто вiдзначити також штенсивний розвиток iмiтацiйного моделю-вання. Для прикладу розглянемо таю програмш продукти: NEWEUL 83 [13] (для здшснення математичного моделювання зi змiнами степешв вiльностi елементiв системи i характеристик нелшшносл); DYNA 3D, PAMCRASH i RADIOSS [14] (для дослiдження коливань автомобшя, безпеки i структурноï оптимiзацiï); OPTIM [15] (для дослiдження стшкосп та керованостi руху автомобшя чи автопоïзда); для вирiшення рiзниx питань динамiки та динамiчного аналiзу конструкцiï колiсноï системи використовують рiзноманiтнi програмнi продукти - пакети завершеного елементного аналiзу (Ansys, Nastran) або па-кети аналiзу кiнематики меxанiзмiв (Adams), широко застосовують також продукти IMITA, COMPACT, Design Studio, Unigraphics, Most-7.2 та rnmi.
1нформащю з дослiдження коливань КТЗ представлено вщ найпрость ших математичних моделей (переважно розглядаеться лшшна одномасова модель з одним ступенем вшьност [16] для переïзду через поодиноко [17] чи
104
Збiрник науково-технiчних праць
перюдично розташоваш HepiBHOCTi дороги [18]), до складних багатомасових математичних моделей з урахуванням шдресорених та нешдресорених мас [19], бюдинамiчноl моделi тiла людини [20], впливу вантажу [21], жорстюс-них та демпфiвних характеристик пiдвiски [22] та шин [23]. Однозначних ре-комендацш щодо вибору моделi коливань КТЗ немае, все визначаеться постановкою задачi i конструктивними особливостями. В одних випадках обмежу-ються дискретною моделлю [24], а в шших постае необхiднiсть iстотно ус-кладнити модель i враховувати низку шших чинниюв (наприклад, пружнiсть нешвно! системи [25]).
Найбiльший iнтерес для моделювання становить дослiдження дина-мiчних i статистичних характеристик коливань у раз^ якщо на систему ддать випадковi збурення вiд дороги [26] (для вщображення характеру коливань системи за випадкового збурення вщ дороги широко використовують статис-тичний метод дослщження, який розроблено i вдосконалено Я.М. Певзнером [27], А.А. Сшаевим [28], А.А. Хачатуровим [1], 1.Г. Пархiловським [29], Н.Н. Яценком [4]). Не менш важливим е дослщження впливу конструктивних параметрiв на коливальш процеси i 1х оптимiзацiя [30], вивчення динамжи окремих ланок системи з метою отримання для опису 1хньо! роботи спроще-них е^валентних схем [31], об'еднання в единий комплекс окремих об'екпв системи "дорога - шина - автомобшь - водш (вантаж)" з моделями шших ланок системи [32]. До того ж щншсть таких робгг полягае насамперед в реаль заци остаточних шдсумюв у виглядi програмного продукту.
Дослщження виконують таким чином: КТЗ замшюють еквiвалентною системою, для яко! становлять рiвняння руху, щ рiвняння розв'язують i аналь зують, а на основi отриманих результат дають рекомендацп.
Коливання вiдбуваються в широкому спек^ частот, 1х можна умовно роздшити на низькочастотнi та високочастотш. Коливальнi процеси, що вщ-буваються пiд час руху автомобшв i автопо1здв, характеризуються зазвичай частотами до 0-15-20 Гц [33]. Умовно прийнято вважати вiбрацiями коливання з частотами понад 17 Гц. Обмеження розгляду дiапазону частот е основою для спрощення розрахункових схем. Дослщження в област плавност ходу КТЗ виконували або розв'язуванням задачi в детермiнованiй пiдстановцi [34] (профшь дорожнiх нерiвностей описуеться наперед заданою функщею, найчастiше гармонiйною), або з використанням статистичного шдходу [35] (збурення вщ дороги е випадковою величиною).
Детермшований пiдхiд виправданий у випадку розрахунку систем тд-ресорення КТЗ, що призначеш для експлуатаци здебшьшого грунтовими дорогами в умовах переЫчено! мiсцевостi, коли регулярно спостер^аються вщ-риви колiс та пробо! в пiдвiсцi, а також можливi удари корпусом об мiжко-лшний простiр. У такому випадку ощнку плавностi ходу здiйснюють за мак-симальними значеннями прийнятих параметрiв [36] (наприклад, коли виника-ють пробо! в пiдвiсцi).
Статистичний пiдхiд здебшьшого застосовують для моделювання руху дорогами з твердим покриттям. Плавшсть ходу в такому випадку ощнюють за середньоквадратичними величинами вертикальних пришвидшень для шдре-
3. Технологiя та устаткування деревообробних шдприемств
105
Нащональний лкотехшчний унiверситет УкраТни
сорено! маси (ОСТ 37.001.275-84), у цьому разi допустимi значения залежать вiд частоти вертикальних коливань i призначення транспортно! системи [37].
Таким чином, для ощнки плавносп ходу КТЗ як динамiчно! системи найбiльший iнтерес становлять таю статистичш характеристики: функци роз-подiлу вертикальних та кутових пришвидшень i перемiщень пiдресорених та нешдресорених мас, деформацiй i швидкостей деформаци пружних елемен-тiв; математичнi очжування перемiщень пружних елементiв; середнi квадра-тичнi вiдхилення узагальнених координат кузова i мостiв; iмовiрнiсть вiдриву колеса вщ поверхнi дороги; спектральнi щшьносл i взаемш спектральнi щiльностi пришвидшень та швидкостей мас, спектральш щшьносл прогинiв пружних елементiв; iмовiрнiсть пробою шдвюки.
Л1тература
1. Хачатуров А.А. Динамика системы "дорога - шина - автомобиль - водитель" // Машиностроение, 1976. - 535 с.
2. Хачатуров А.А. Расчет эксплуатационных параметров движения автомобиля и автопоезда / А.А. Хачатуров, В.П. Афанасьев, В.С. Васильев. - М. : Транспорт, 1982. - 264 с.
3. Ротенберг Р.В. Подвеска автомобиля. - М. : Машиностроение, 1972. - 392 с.
4. Яценко Н.Н. Плавность хода грузовых автомобилей / Н.Н. Яценко, О.К. Прутчиков.
- М. : Машиностроение, 1969. - 219 с.
5. Яценко Н.Н. Колебания, прочность и форсированные испытания грузовых автомобилей. - М. : Машиностроение, 1972. - 368 с.
6. Динамика машин: учебное пособие / Г.И. Гладков, А.М. Петренко. - М. : Изд-во МАДИ, 2001. - 139 с.
7. Analiza dynamiczna uproszczonego modelu przyczepy metoda elementow czasoprze-strzennych. Pieftzakowski Marek. "Pr. podstaw bud. masz. Pwarsz.". - 1984. - № 4. - С. 41-63.
8. Кузьо 1.В. Вплив пружних властивостей вантажу на динам1ку дволанкового автовозу / 1.В. Кузьо, О.В. Житенко // Вюник НУ "Льв1вська пол1техшка": Динамша, мщнють та проек-тування машин i прилад1в. - Льв1в : НУ "Льв1вська полггехшка". - 2008. - № 614. - С. 94-100.
9. Кондрашкин И.С. Принципы построения математических моделей динамики движения автомобиля / И.С. Кондрашкин, С.П. Контанистов, В.М. Семенов // Автомобильная пром-сть. - 1979. - № 7. - С. 25-27.
10. Computek - okiented analytical dynamic for the formulation of equations of motion for complex vehicle systems / P.W. Clear, L. Xie // SAE Techn. Pap. Ser. - 1988. - № 881310. - Р. 187-203.
11. Григолюк Э.И. О работах в области динамики и прочности конструкций автомобилей // Машиноведение. - 1989. - № 6. - С. 113 -116.
12. Modeling of complex vehicle systems. Schiehlen O. Werner "Vehicle System Dynamic".
- 1983. - 12. - № 1-3, 12-14.
13. Ковицкий В.И. Исследование на АВМ зависимостей между вертикальными реакциями на колесах и параметрами подрессоривания автомобиля / В.И. Ковицкий, В.И. Кольцов, Ю.В. Пирковский // Автомобильная пром-сть. - 1972. - № 11. - С. 13-15.
14. Berechnung im Automobilbau: Fachtagung der VDI - Gesellschaft Fahrzeug-technic / Scharnhorst Von Thomas // Automobilfechn. Z. - 1990. - 92. - № 1. - P. 37-38.
15. Optimization of dynamic vehicle response / D.D. Furleigh, M.J. Vanderploeg // SAE Techn. Pap. Ser. - 1988. - № 881304. - P. 77-83.
16. Лашков Ю.К. Модульный принцип в имитацыонном моделировании динамики автомобиля / Ю.К. Лашков, Я.М. Остриков, В.М. Семенов // Пробл. машиностр. и надеж. машин. - 1990. - № 3. - С. 16-20.
17. Truck pavament ineraction - requisite research / C.L. Monismith, J. Lyster, J.K. Hedric // SAE Techn. Pap. Ser. - 1988. - № 881849. - С. 87-96.
18. Roadhay elevation profile generation for vehicle simulation / Red - fied R.C., D.C. Kar-nopp // Vehicle Syst. Dyn. - 1988. - 17 № 5. - С. 267-280.
19. Динамика колесних и гусеничних машин // Межвуз. темат. сб. / Ред. Г.М. Косола-пов. - Волгоград : Волгоград. политехн. ин-т, 1980. - 190 с.
106
Збiрник науково-техшчних праць
Шу^ий вкник НЛТУ Укрмни. - 2GG8. - Вип. 18.1G
2G. Оcтрoвцeв А.Н. О проблеме оптимизации взаимодействия человека и автотранспортной техники / A.H. Островцев, A^. Дербаремдикер // Aвтомобильнaя пром-сть. - 1970.
- № 7. - С. 12-15.
21. Kрaйник Л.В. Дослщження динамши дволанкового автовоза / Л.В. ^айник, 1.В. Kузьо, О.В. Житенко // В1браци в техшщ i технологиях. - 2007. - № 4. - С. 22-2б.
22. Лукьянец Ю.И. Влияние типа подвески и жесткости рамы на плавность хода грузовых автомобилей / Ю.И. Лукьянец, K.H. Димитраки // Aвтомобильный транспорт. - 1972. - № 9. - С. 130-132.
23. Обешечение плaвнocти хoдa при проектировании легкового автомобиля с учетом влияния потер на трение в подвеске : автореф. диса на соискание учен. степени канд. техн. наук. - Тольятти, 200S. - 2б с.
24. Бaртoм B.C. Динамическая модель автомобиля в реальном времени / В.С. Бартом, M.M. Лаврентьев // Aвтометрия. - 2000. - № 4. - С. 10S-115.
25. Жигарев В.П. Сравнение различных расчетных схем упругих колебаний несущей системы автомобшя / В.П. Жигарев, A.C Парасамян, Хачатуров A.A. // Тр. MAflH. - M. : MAflH - 197б. - Вып. 119. - С. 94-102.
26. Бугай О.В. Исследование колебаний трехосных автомобилей при случайных дорожных возмущениях : автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. техн. наук. - Mинск, 1977. -20 с.
27. Певзнер Я.М. Хлебания автомобиля / Я.M. Певзнер, Г.Г. Гридасов, A^. ^нев и др. - M. : Maшиностроение, 1979. - 20S с.
28. Cилaeв А.А. Спектральная теория подрессоривания транспортных машин. - M. : Maшиностроение, 1972. - 192 с.
29. Пaрхилoвcкий И.Г. Статистическое исследование колебаний автомобиля на электронной моделирующей машине / И.Г. Пархиловский, И.Ф. Зайцева // Aвтомобильнaя пром-сть. - 19б4. - № 1. - С. 9-14.
3G. ^ц Г.Б. Технико-экономический анализ и оптимизация конструкций машин / Г.Б. Ka^ A.H ^валев. - M. : Maшиностроение, 19S1. - 214 с.
31. Семе^в С.П. Aнaлиз собственных частот колебаний динамической системы "двигатель - трансмиссия - движители - масса автомобиля на подвеске" / С.П. Семенов, С.С. Ma-лов, В.Г. ^ршин, С.П. Kонтaнистов // Тр. Центр. научн.-исслед. автомоб. и автомотор. ин-та.
- 19S2. - № 1S5. - С. 34-51.
32. Designing Control into Mechanical Systems / Hite Tom / Mach. Des. - 19S9. - б1. - № 1б. - С. 104-107.
33. Хaчaтурoв А.А. Расчет эксплуатационных параметров движения автомобиля и автопоезда / A.A. Хачатуров, В.П. Aфaнaсьеф, В.С. Васильев. - M. : Транспорт, 19S2. - 2б4 с.
34. М^и^вший Е.Ю. Динамика самоходных машин с шарнирной рамой / Е.Ю. Ma-линовский, M.M. Гайцгори. - M. : Изд-во "Maш-е", 1974. - 175 с.
35. Яценод H.H. Хлебания подвески с учетом поглощающей способности шин / H.H. Яценко, Г.Н ^надзе, С.П. Рыков // Aвтомобильнaя пром-сть. - 1977. - № б. - С. 15-1S.
36. Фaрoбин Я.Е. Теория движения специализированного подвижного состава: учеб. пособие / Я.Е. Фаробин, ВА. Овчаров, ВА. ^авцева. - Воронеж : Из. ВГУ, 19S1. - 1б0 с.
37. Бoриc М.М. Обгрунтування параметр1в трелювально-транспортного засобу для тд-вищення його експлуатацшних властивостей : автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. техн. наук. - Льв1в, 2007. - 20 с.
3. Тeхнoлoгiя xa уcтaткувaння дeрeвooбрoбних шдприeмcтв
107
