WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 |

На правах рукописи

УДК 629.113

Омран Кахтан

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ВИБРАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ АВТОМОБИЛЯ С ВТОРИЧНОЙ СИСТЕМОЙ ПОДРЕССОРИВАНИЯ КУЗОВА ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Специальность 05.05.03 - Колесные и гусеничные машины

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва - 2007

Работа выполнена в Московском государственном техническом университете имени Н.Э. Баумана.

Научный руководитель: - доктор технических наук, профессор

Полунгян А.А.

Официальные оппоненты: - доктор технических наук, профессор

Наумов В.Н.

- кандидат технических наук, профессор Ломакин В.В.

Ведущая организация: ФГУП ГНЦ «НАМИ»

Защита диссертации состоится 29 октября 2007 г. в 14:30 часов на заседании диссертационного совета Д212.141.07 в Московском государственном техническом университете имени Н.Э. Баумана по адресу: 107005 Москва, 2-я Бауманская ул., д. 5.

Ваши отзывы, заверенные печатью, просьба выслать по указанному адресу.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана.

Автореферат разослан “___” ………… 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор технических наук

Котиев Г.О.

характеристика работы

Актуальность: Создание комфортных условий для водителей транспортных средств и обслуживающего персонала, а также для сохранения в рабочем состоянии перевозимого груза, особенно для колесных машин эксплуатирующихся на местности в конструкцию колесной машины внедряют вторичную систему подрессоривания. В данной работе для этого используется система созданная из полимерных материалов обладающих хорошими упруго-демпфирующими свойствами и имеющих преимущества по массовым характеристики по сравнению с другими конструктивными исполнениями систем вторичного подрессоривания. Все это дает основание считать, что данная работа актуальна.

Научная новизна:

1. Создание математической модели автомобиля со вторичной системой подрессоривания для оценки вибрационной безопасности транспортируемых систем при случайном возмущении, и оценка эффективности предлагаемой вторичной системой подрессоривания по результатам численного эксперимента.

2. Методика экспериментального определения упругодемпфирующих показателей полимерных материалов и амортизаторов вторичной системы подрессоривания, выполненных из полимерных материалов.

Цель работы: Создание методики вторичной системой подрессоривания автомобиля из полимерных композиционных материалов для обеспечения вибрационной безопасности транспортируемых систем.

Задачи работы:

1. Исследование воздействия гармонической возмущающей силы на исследуемый упругий элемент;

2. Создание методики испытаний образцов пластин из полиуретана и стеклопластика по методу кривых свободных затухающих колебаний (метод СЗК);

3. Создание методики испытаний отдельных элементов амортизаторов;

4. Создание математической модели автомобиля с вторичной системой подрессоривания для оценки вибрационной безопасности транспортируемых систем при случайном возмущении;

5. Оценка эффективности предлагаемой вторичной системой подрессоривания по результатам численного эксперимента.

Практическая ценность:

1. Разработаны и изготовлены стенды и оснастка для испытаний по оценки упругодемпфирующих характеристик амортизаторов с высокой несущей способностью и образцов из полимерных композиционных материалов;

2. Разработана методика испытаний по определению упругодемпфирующих характеристик амортизаторов с высокой несущей способностью и образцов из полимерных композиционных материалов.

3. Получена математическая модель упругодемпфирующих свойств амортизаторов с высокой несущей способностью.

4. Создана методика оценки вибрационной безопасности автомобиля с вторичной системы подрессоривания для нелинейной динамической системы его виброизоляции при случайном возмущении.

Достоверность работы подтверждалась известными теоретическими решениями, а также сравнениями теоретических результатов с экспериментальными данными.

Апробация: по результатам данной работы делались регулярные доклады на кафедре «Колесные машины» МГТУ им Н.Э. Баумана; сделан доклад на конференции, посвященной юбилею (70 лет) кафедры «Колесные машины» МГТУ им Н.Э. Баумана, октябрь 2006 г.

Реализация работы: материалы диссертационной работы используются в НИР и при обучении студентов кафедры «Колесные машины» НУК СМ МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Публикации: по материалам диссертации опубликовано две работы.

Объем работы: диссертация состоит из введения, четырех главы, общих выводов, списка литературы. Работа содержит 154 страницы печатного текста, 26 таблиц, 50 рисунков и приложения, список литературы содержит 98 наименований.

Основное содержание работы

Введение содержит обоснование актуальности темы диссертации и общую характеристику работы.

В первой главе проведен обзор и анализ литературы, опубликованных работ и защищенных диссертаций по рассматриваемому научному направлению, материалам и конструкциям элементов систем подрессоривания транспортных средств.

В РФ вопросам аналитических и экспериментальных методов исследований композиционных материалов посвящены работы Абибова А.И., Альшица И.Я., Андриевской Г.Д., Болотина В.В., Брызгалина Г.И., Бунакова В.А., Ваганова A.M., Ва­сильева В.В., Кестельмана В.Н., Киселева Б.А., Огибалова П.М., Протасова В.Д., Тростянской Е.Б., Цыплакова О.Г. и др., из зарубежных исследований можно подчеркнуть работы Дж. Малли­сона, Бэра Э., Хуго И., Росато Д.В, Грове К.С., Браутмана Л., Крока Р. и др.

Основные преимущества упругих элементов на основе ПКМ-снижение массы, повышение долговечности и надежности. Стеклопластиковые упругие элементы на 50% легче стальных и могут конкурировать с ними по стоимости.

В исследование систем подрессоривания значительный вклад внесли: Агеев М.Д., Аксёнов П.В., Беленький Ю.Б., Бидерман В.Л., Бородин В.П., Врещака В.А., Галашин В.А., Горелик А.М. Густомясов А.Н., Дербаремдикер А.Д., Конев А.Д., Куз­нецов Ю.И., Литвинов А.С., Морозов Б.И., Райхлин Р.И., Пархиловский И.Г., Певзнер Я.М., Платонов В.Ф., Прутчиков O.K., Ротенберг Р.В., Силаев А А Синев А.В., Устименко B.C., Фурунжиев Р.И., Хачатуров А А., Яценко Н Н и др.

В второй главе рассмотрены теоретические основы метода экспериментального определения демпфирующих характеристик амортизаторов на стендах. Проанализированы наиболее часто используемые модели трения в динамических системах и на основании проведенных на разработанных стендах испытаний, даны рекомендации по определению вида и параметров трения в амортизаторах.

Приводятся схемы и фотографии разработанных стендов, программы методики и результаты испытаний натурных образцов амортизаторов на этих стендах: экспериментально полученные петли гистерезиса при гармоническом воздействии на амортизаторы при различных амплитудах и частотах этого воздействия, формы свободных и вынужденных колебаний динамических систем, включающих указанные амортизаторы, а также величины логарифмических декрементов колебаний при таких нагружениях.

Для оценки эффекта вибродемпфирования в конструкциях и элементах конструкций используется коэффициент потерь, характеризуемый отношением энергии, поглощаемой в системе за цикл колебаний (), к максимальной потенциальной энергии в системе ():

Затухание колебаний или механические потери обычно характеризуются теми показателями, которые удобнее получать в данном конкретном методе. Поскольку существует очень много различных методов динамических испытаний, широко используются различные показатели, характеризующие механические потери, такие, как логарифмический декремент колебаний, вынуждение колебания (по нагрузочной характеристике), вынуждение колебания (по ширине резонансной кривой,Гц), и. т. д.

Логарифмический декремент колебаний является очень удобным показателем при анализе свободных колебаний. Логарифмический декремент колебаний получают для следующих друг за другом периодов затухающих колебаний. Тогда имеем значений в зависимости от амплитуды колебаний у (рис. 1.а).

Механические потери можно оценить с помощью вынужденных резонансных колебаний из графика зависимости амплитуды от частоты колебаний при прохождении через резонансный пик (рис. 1.в).

В таблице 1. показаны коэффициенты потерь конструкции через величины характеризующие затухание вибрации.

Рис. 1. Определение коэффициенты потерь в колебательных системах а – по свободным затухающим колебаниям; б – по нагрузочной характеристике;

в – по ширине резонансной кривой

Таблице 1.

коэффициенты потерь конструкции через величины характеризующие затухание вибрации

Величина

Выражение

Свободные затухающие колебания

вынуждение колебания (по нагрузочной характеристике)

вынуждение колебания (по ширине резонансной кривой,Гц)

Для исключения влияния основания стенда на процессы колебаний масс на упругих элементах все эксперименты проходили на массивном бетонном фундаменте, поверх которого были закреплены тяжелые чугунные плиты с пазами. Общая масса основания превышала 80 т.

Упругий элемент устанавливался на стенд (рис.2 – пример установки на треугольных призмах пластины из полиуретана толщиной 20 мм).

С помощью проводов соединялся усилитель–интегратор с 2-х канальным анализатором сигналов модели 2034 фирмы Bruel & Kjer, используемый для визуального наблюдения кривой затухающих колебаний груза, дискретизации этой кривой и определения необходимой длительности записи кривой (рис.3 - правый прибор с экраном, на котором видна запись затухающих колебаний).

На рис. 4 показана консольная установка пластины из стеклопластика толщиной 5,6 мм с закрепленными на ней грузом и датчиком ускорений; а на рис. 5 – установка пластины из полиуретана консольно).

Рис. 2. Установка пластины из полиуретана на призмах с закрепленными на ней грузом и датчиком ускорений

Рис. 3. Аппаратура для записи результатов испытаний в файл компьютера

Рис. 4. Консольная установка пластины из стеклопластика толщиной 5,6 мм с закрепленными на ней грузом и датчиком ускорений.

Рис. 5. Установка пластины из полиуретана консольно с закрепленными на ней грузом и датчиком ускорения.

Далее формируется матрица амплитуд – матрица последовательных максимумов и минимумов перемещений массы с фиксацией времени достижения максимумов.

С учетом возможного дрейфа нуля вычисляется среднее значение АЗ амплитуды за “период” колебаний.

Затем вычисляются значения логарифмических декрементов

в моменты времени, отстоящие на «период» колебаний, и строится зависимость от среднего значения амплитуды А3 за “период”. Определяется среднее значение.

После этого вычисляется частота свободных колебаний f для каждого “периода” колебаний и строится последовательность значений частоты по мере затухания колебаний.

В итоге получаем выражение для силы трения в испытанном образце в виде с найденными значениями коэффициентов.

По итогам обработки полученных кривых затухающих колебаний в первом приближении для всех проведенных опытов можно считать, что логарифмический декремент для пластин, как из полиуретана, так и из стеклопластика не зависит от амплитуды колебаний А.

Принимая во внимание небольшие отличия в приведенных выше значениях и с учетом числа опытов при каждом нагружении, можно рекомендовать среднее значение логарифмического декремента для пластин из полиуретана =0,283 (с учетом числа опытов при каждом виде нагружения).

По результатам всех опытов может быть рекомендовано среднее значение логарифмического декремента для стеклопластиков равно: = 0,069.

В настоящем исследовании рассматривается оценка математической модели упругодемпфирующих свойств виброизолятора по экспериментальным данным. Виброизолятор, схема и нагрузочная характеристика которого показаны на рис.6, имеет высокую несущую способность и выполнен из полимерного композиционного материала.

а) б)

Рис. 6. Схема (а) и нагрузочная характеристика (б) виброизолятора

Pages:     || 2 | 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»