Методика расчетной оценки управляемости и устойчивости автомобиля на основе результатов полигонных испытаний – часть 1

Транспорт      Постоянная ссылка | Все категории

На правах рукописи

Шадрин Сергей Сергеевич

МЕТОДИКА РАСЧЕТНОЙ ОЦЕНКИ

УПРАВЛЯЕМОСТИ И УСТОЙЧИВОСТИ АВТОМОБИЛЯ

НА ОСНОВЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОЛИГОННЫХ ИСПЫТАНИЙ

Специальность 05.05.03 – колесные и гусеничные машины

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва 2009

Работа выполнена в Московском автомобильно-дорожном институте (государственном техническом университете) на кафедре «Автомобили»

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Иванов Андрей Михайлович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

Борисевич Владимир Борисович

кандидат технических наук, профессор

Селифонов Валерий Викторович

Ведущая организация:

ГНЦ РФ ФГУП НАМИ

(научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт)

Защита состоится «28» декабря 2009 г. в 10 ч. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.126.04 ВАК РФ при МАДИ (ГТУ) по адресу: 125319, Москва, Ленинградский проспект 64, ауд. 42.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан «____» ноября 2009 г.

Отзывы на реферат просим представлять в двух экземплярах с подписью, заверенной печатью, в адрес диссертационного совета.

Телефон для справок 8-499-155-93-24

Ученый секретарь совета

доктор технических наук, В. А. Максимов

профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Управляемость и устойчивость автомобиля являются важнейшими эксплуатационными свойствами и составляющими активной безопасности автомобиля, оценке этих свойств во всем мире придается большое значение.

Расчетные методики оценки рассматриваемых свойств зачастую теряют свои преимущества ввиду отсутствия достоверных исходных данных об исследуемом объекте. Трудно получить исходные данные характеристик взаимодействия рассматриваемых пневматических шин с опорной поверхностью, характеристик систем подрессоривания объекта исследования, главных моментов инерции, коэффициентов сопротивления движению и т. д.

Многообразие экспериментальных методик оценки управляемости и устойчивости превращает процесс проведения испытаний в длительный и дорогостоящий. Кроме того, современные методики, предусматривающие задание четкого управляющего воздействия на рулевое колесо требуют применения рулевых роботов, имеющих высокую стоимость.

Разработка методики расчетной оценки параметров управляемости и устойчивости автомобиля, базирующейся на получении исходных данных для математической модели движения автомобиля на основе результатов ограниченного количества полигонных испытаний, позволит оценить динамику движения исследуемого объекта посредством имитационного моделирования, что может быть применено для сокращения сроков проектирования, испытаний, доводки АТС, проведения НИОКР и является актуальным.

Цель работы

Целью данной работы является разработка методики расчетной оценки управляемости и устойчивости автомобиля с помощью математической модели движения, исходные данные для которой получены на основе результатов ускоренных полигонных испытаний.

Задачи исследования

В соответствии с поставленной целью была сформулирована следующая программа исследований:

- спланировать и провести натурный эксперимент;

- расчетными методами идентифицировать максимальное количество заведомо неизвестных параметров автомобиля, используя при этом наименьшее количество измерений;

- по экспериментальным данным разработать математическую модель автомобиля, отражающую физическую суть протекающих процессов и позволяющую моделировать различные испытания исследуемого автомобиля;

- проверить адекватность разработанной математической модели;

- посредством имитационного моделирования провести испытания, требующие применения рулевых роботов.

Объект исследования

Динамические процессы управляемого движения легкового автомобиля.

Методы исследования

Теоретические исследования проводились на основе фундаментальных положений теоретической механики и теории автомобиля. Реализация разработанной методики осуществлялась с использованием пакетов прикладных программ TurboLab, MatLab. Экспериментальные исследования проводились в условиях испытательного полигона ФГУП НИЦИАМТ НАМИ.

Научная новизна результатов проведенного исследования

Научная новизна диссертационной работы заключается:

§ в создании методики расчетной оценки управляемости и устойчивости автомобиля на основе исходных данных, полученных по результатам ускоренных полигонных испытаний;

§ в разработке метода идентификации конструктивных свойств и параметров автомобиля по проведению статического взвешивания и трех экспериментальных заездов (прямолинейное движение накатом, стационарное круговое движение, «змейка») с фиксацией пяти кинематических параметров (продольная и боковая скорости, угловая скорость относительно вертикальной оси, боковое ускорение, угол поворота рулевого колеса);

§ в разработке имитационной модели криволинейного движения автомобиля, сочетающей структурированное аналитическое описание динамики автомобиля с экспериментально-расчетными эмпирическими зависимостями «приведенных» шин и др.;

§ в предложении расчетной зависимости боковой реакции, действующей в пятне контакта «приведенной» пневматической шины с опорной поверхностью, от угла увода при нестационарном движении.

Практическая значимость результатов диссертации

Предложена методика, позволяющая проводить имитационное моделирование криволинейного движения автомобиля с высокой точностью, определяемой экспериментальным характером получения исходных данных.

Разработанный метод получения характеристик «приведенной» шины позволяет оценить степень динамического запаздывания реакции автомобиля на управляющее воздействие.

Реализация результатов работы

Разработанная методика может быть использована при проектировании, испытаниях и доводке АТС. Может быть использована для определения степени влияния систем динамической стабилизации на свойства управляемости и устойчивости автомобиля в сравнении с базовым и для сравнения эксплуатационных свойств разных автомобилей, в том числе одной модели.

Разработанная методика расчетной оценки управляемости и устойчивости может быть использована в учебном процессе, как элемент компьютерного моделирования динамических процессов.

Разработанная методика внедрена в учебный и научно-исследовательский процесс МАДИ (ГТУ) и МГТУ МАМИ.

На защиту выносятся:

1. Методики расчетной оценки управляемости и устойчивости автомобиля.

2. Метод идентификации конструктивных свойств и параметров автомобиля по проведению ограниченного количества испытаний.

3. Имитационная модель криволинейного движения автомобиля.

4. Расчетная зависимость «приведенной» боковой реакции, действующей в пятне контакта пневматической шины с опорной поверхностью, от угла увода при нестационарном движении.

5. Результаты применения методики.

Апробация работы

Основные результаты исследований были доложены на 65, 66, 67 научно-методических и научно-исследовательских конференциях Московского автомобильно-дорожного института (ГТУ), всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Российский автопром: теоретические и прикладные проблемы механики и машиностроения» института машиноведения им. Благонравова РАН, научно-технической конференции, посвященной 70-летию факультета «Специальное машиностроение» МГТУ им. Н. Э. Баумана, 61-ой конференции «Перспективы развития автомобильной техники. Конструктивная безопасность АТС», международной научно-практической конференции «Прогресс транспортных средств и систем – 2009»

Публикации

По теме диссертации опубликовано четыре печатных работ, в т. ч. 1 в изданиях из перечня ВАК РФ.

Объем работы

Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка литературы (127 наименований) и приложения.

Диссертация изложена на 132 страницах машинописного текста, содержит 1 таблицу и 57 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении раскрывается актуальность проблемы, обозначаются пути ее решения, формулируется цель исследования.

В первой главе проводится обзор и анализ работ в области управляемости и устойчивости автомобиля, приводятся критерии оценки рассматриваемых свойств, исследуется состояние вопроса математического моделирования динамики движения автомобиля.

Исследованиям управляемости и устойчивости посвятили свои работы: А. С.Литвинов, Д. А.Антонов, Б. Л.Бухин, А. Б.Дик, Я. Е.Фаробин, Е. А.Чудаков, С. В.Бахмутов, Л. Л.Гинцбург, Р. П.Кушвид, В. Г.Бутылин, О. В.Майборода, Э. Н.Никульников, Я. М.Певзнер, А. А.Хачатуров, J. R.Ellis, Y. Furukawa, H. B.Pacejka и др.

Проведенный анализ позволяет сделать следующие выводы: 1) для оценки свойств управляемости и устойчивости существует достаточное количество показателей и методик; 2) расчетные методы оценки рассматриваемых свойств зачастую теряют свои преимущества ввиду отсутствия достоверных исходных данных об исследуемом объекте; 3) разнообразие экспериментальных методов превращает процесс проведения испытаний в длительный и дорогостоящий. Проведенный анализ позволил сформулировать цель и задачи исследования.

Вторая глава посвящена подготовке и проведению эксперимента.

Транспорт      Постоянная ссылка | Все категории
Мы в соцсетях:




Архивы pandia.ru
Алфавит: АБВГДЕЗИКЛМНОПРСТУФЦЧШЭ Я

Новости и разделы


Авто
История · Термины
Бытовая техника
Климатическая · Кухонная
Бизнес и финансы
Инвестиции · Недвижимость
Все для дома и дачи
Дача, сад, огород · Интерьер · Кулинария
Дети
Беременность · Прочие материалы
Животные и растения
Компьютеры
Интернет · IP-телефония · Webmasters
Красота и здоровье
Народные рецепты
Новости и события
Общество · Политика · Финансы
Образование и науки
Право · Математика · Экономика
Техника и технологии
Авиация · Военное дело · Металлургия
Производство и промышленность
Cвязь · Машиностроение · Транспорт
Страны мира
Азия · Америка · Африка · Европа
Религия и духовные практики
Секты · Сонники
Словари и справочники
Бизнес · БСЕ · Этимологические · Языковые
Строительство и ремонт
Материалы · Ремонт · Сантехника