Delist.ru

Методика расчетной оценки управляемости и устойчивости автомобиля на основе результатов полигонных испытаний (27.11.2009)

Автор: Шадрин Сергей Сергеевич

Рис.1. Схема закрепления измерительного оборудования

Рис.2. Датчик ускорений Рис.3. Датчик скорости

Рис.4. Измерительный руль Рис.5. Световой барьер

Проведенные испытания:

1) Змейка, 18 м. (рис.6). Испытание проводилось на горизонтальном, сухом, ровном, чистом участке дороги с асфальтобетонным покрытием. Количество заездов – 19.

Рис. 6. Дорожная разметка испытания «змейка»

2) «Переставка Sп=20м» ГОСТ Р 52302-2004. Количество заездов – 11.

3) «Поворот Rп=35м» ГОСТ Р 52302-2004. Количество заездов – 41.

4) Прямолинейное движение накатом с 50 км/ч до полной остановки.

5) Движение накатом с 80 км/ч до полной остановки с произвольными плавными вращениями рулевого колеса;

6) Круговое движение по радиусу 12,5 м (по внешнему колесу) с постоянной скоростью;

7) Круговое движение накатом по радиусу 25м.

Третья глава посвящена анализу экспериментальных данных.

Во время проведения испытаний производилась поточная запись 25 параметров, которые ложились в основу электронного файла *.dol, который впоследствии при помощи программы TurboLab Analysis переводился в табличный вид, удобный для импорта в среду MatLab.

????????????

????????????

. Структурная схема реализации данного расчета в MatLab Simulink представлена на рис.7. Результат расчета – траектория воспроизводимого заезда.

Рис.7. Структурная схема воспроизведения траекторий выполненных заездов

В четвертой главе приводится разработка методики расчетной оценки управляемости и устойчивости на основе ограниченного количества полигонных испытаний.

В методике производится замена исследуемого автомобиля эквивалентной математической моделью одноколейного автомобиля с характеристиками «приведенных» шин, включающими в себя динамические параметры реальных шин, системы подрессоривания, кузова, трансмиссии.

), определенной стендовым взвешиванием, рассчитываем положение центра тяжести «снаряженного» автомобиля:

Вертикальные реакции определяем из системы уравнений:

Недостающие моменты инерции определяем, воспользовавшись теоремой Штейнера. Полагая, что вертикальная реакция отдельного колеса равна произведению суммарной реакции всех колес на произведение долей реакций, приходящихся на нужный борт и ось, соответствующие i-ому колесу, получим:

Для расчета боковых реакций при рассмотрении одноколейного автомобиля воспользуемся уравнениями динамики:

Углы увода «приведенных» шин определим по зависимостям:

. Отметим, что угол наклона статической характеристики задней оси больше наклона характеристики передней, что предопределяет склонность исследуемого автомобиля к недостаточной поворачиваемости.

Рассмотрим экспериментально-расчетные зависимости боковой реакции «приведенных» шин в функции углов увода (рис.8 – передняя ось, рис.9 – задняя) при нестационарном движении автомобиля (заезды «переставка Sп=20м», «Поворот Rп=35м», «змейка, 18м»). Полученные гистерезисные петли отражают энергетические потери «приведенных» шин, характеризуют свойства «запаздывания» нарастания реакций за возмущающими воздействиями (фазовый сдвиг) и изменения амплитудных значений в зависимости от частоты возмущений. Исследование похожих характеристик при рассмотрении одиночного колеса встречаются, например, в работе А.Б.Дика и обзорных трудах Б.Л.Бухина.

(передняя ось)

(задняя ось а/м)

Для аналитического описания боковой реакции, действующей в пятне контакта «приведенной» шины с опорной поверхностью предлагается зависимость:

- значение боковой реакции, соответствующее квазистатическому движению;

- длина релаксации «приведенной» шины;

- коэффициент запаздывания боковой реакции.

. Подтверждено соответствие предложенной зависимости полученным экспериментально-расчетным данным. На рис.10 и рис.11 представлено сравнение экспериментальных и расчетных значений боковых реакций «приведенных» шин по испытанию «переставка Sп=20м» (63 км/ч).

(передняя ось)

(задняя ось)

На основании вышеизложенного предлагается принципиальная схема расчета параметров криволинейного движения автомобиля (рис.12), реализованная в MatLab Simulink (рис.13).

Рис.12. Блок-схема математической модели

Математическая модель автомобиля, эквивалентного исследуемому, представляет собой одномассовую модель с пятью степенями свободы. Система уравнений, формирующая блок «динамики автомобиля»:

Рис.13. Реализация мат. модели в MatLab Simulink

загрузка...