Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Расчет и построение зависимости сил и моментов, действующих на автомобиль Renault Symbol, от скорости движения

Читайте также:
  1. Figure 6. Ежедневная оценка числа сотрудников в зависимости от времени обработки запросов и количества инцидентов
  2. автомобильного транспорта
  3. АВТОМОБИЛЬНОСТЬ
  4. Автомобильные катастрофы
  5. Акцентировка движения
  6. Алгоритм расчета налоговой базы
  7. Алгоритмы расчета физических величин по показаниям датчиков Линейное энерговыделение

Красноярск 2011

Цель: освоить методику и дать численную оценку поперечной устойчивости Renault Symbol (фактическая масса которого составляет ma= 1460 кг) при движении со скоростью V= 40 км/ч по сухому асфальтобетону с коэффициентом сцепления φ = 0,8 и с углом поперечного уклона β = 30 градусов. Движение осуществляется по минимальному радиусу поворота R=5,35 м.

 

 

Задачи работы:

1. Сформировать массив исходных данных достаточный для реализации расчетов;

2. Начертить схему сил, действующих на автомобиль Renault Symbol при круговом движении по горизонтальной дороге;

3. Начертить схему сил, действующих на автомобиль Renault Symbol (вид сзади) при движении по дороге в виде вогнутого конуса;

4. Определить значение сил и моментов, действующих на автомобиль Renault Symbol при движении со скоростью 40 км/ч по сухому асфальтобетону с коэффициентом сцепления 0,8 и углом поперечного уклона 30 градусов;

5. Рассчитать и построить графические зависимости сил и моментов, действующие на автомобиль Renault Symbol, в функции от скорости движения;

6. Рассчитать и построить графические зависимости сил и моментов, действующие на автомобиль Renault Symbol, в функции от угла поперечного наклона опорной поверхности;

7. Определить базовые показатели поперечной устойчивости автомобиля Renault Symbol.

 

 

Для начала практической работы формируем массив исходных данных, значения которого берем из Практической работы №1.

 

Таблица 6.1 – Масса исходных данных для расчета показателей устойчивости

автомобиля Renault Symbol

 

Параметр размерность значение  
 
  Масса с грузом,mа кг    
  На переднюю ось,m1 кг    
  На заднюю ось,m2 кг    
  Ширина колеи передних колес, B1 м 1,4  
  ширина колеи задних колес, B2 м 1,38  
  Средняя колея АТС, B м 1,39  
  База, L м 2,471  
  Составляющая базы, b м 1,2  
  Высота цента масс hцм м 0,49  
  Лобовая площадь, F м 1,76  
  Основной радиус поворота, R м2 5,35  
  Скорость, Vа м/с    
  Угол поперечного уклона,β град    
  коэфициент сцепления: φ min   0,2  
  φ ср   0,5  
  φ max   0,8  
  коэфициент сопротивления воздуха, Сх      
  Плотность воздуха, рв кг/м3 1,205  

 

 

Определение сил и моментов, действующих на автомобиль Renault Symbol в заданных дорожных условиях

Используя значения параметров из массива исходных данных, последовательно определяю:

Угол наклона радиуса переднего наружного колеса тягача к осиY:

 

φц = arctg(b/R); (6.1)

где b- составляющая базы автомобиля, м;

R –основной радиус поворота, м.

 

φц=arctg(1.2/5.35)=0,22

 

Радиус центра масс тягача, м:

 

Rц =R/cosφц (6.2)

где R –основной радиус поворота, м.

 

Rц=5,35/cos(0,22)=5,48

 

Скорость центра масс(при скорости автомобиля 40 км/ч):

 

Vц = Va /сosφц (6.3)

 

где Va – скорость автомобиля, км/ч;

 

Vц =11,1/ cos (0,22) = 11,38

 

Центробежная сила, Н:

 

Рц = - ((ma*Vц2)/Rц) (6.4)

 

где ma – полная масса автомобиля, кг;

Vц – скорость центра масс, км/ч;

Rц – радиус центра масс, м

 

Рц = - (1460*(11,38)2)/5,48 = -34528

 

Боковая составляющая Рцуг центробежной силы Рц, Н:

 

Рцуг = Рц*сosφц = -34528 *сos(0,22)= -33691 (6.5)

 

Касательная составляющая, Н:

 

Рцу = Рцуг*сosβ = -33691 *cos(0,52)= -29177 (6.6)

 

Касательная составляющая силы тяжести G, Н:

 

PGY = ma*g*sinβ=1460*9,8*sin(0,52)=7154 (6.7)

 

Полная касательная сила, Н:

 

PY = Рцу + PGY = -29177 +7154 = -22023 (6.8)

 

 

Направление полной касательной силы может вызвать боковое скольжение как в правую, так и в левую сторону, а момент этой силы Нм:

 

Mоп = PY*hцм = -22023 *0,49 = -10791 (6.9)

 

где hцм – высота центра масс, м

 

Аналогично определяем итоговую нормальную силу, прижимающую автомобиль к дороге.

 

В частности, нормальная составляющая центробежной силы Н:

 

Pцz = Рцуг*sinβ= -33691*sin(0,52)= - 16845 (6.10)

 

Нормальная составляющая силы тяжести Н:

 

PGZ = - ma*g*cosβ= - 1460*9,8*cos(0,52)= - 12391 (6.11)

 

Полная нормальная сила определяется алгебраической суммой Н:

 

PZ = PGZ + Pцz = - 12391 – 16845 = -29236 (6.12)

 

Сила сцепления автомобиля с дорогой, т.е сила, удерживающая автомобиль от бокового скольжения, Н равна

 

RY = Rz*φ= - PZ*φ= -29236 *(-0,8) =14618 (6.13)

 

Момент, удерживающий автомобиль от бокового опрокидывания, будет всегда противоположен Моп, Нм и определяется произведением

 

Mуд = PZ*(B/2)= -29236*(1,2/2) = -20407 (6.14)

 

Используя массив исходных данных и полученные значения угловых и линейных параметров, определяем координаты базовых точек расчетной схемы и представляем её в виде графической зависимости (рис. 6.1 и 6.2).

 

 

Расчет и построение зависимости сил и моментов, действующих на автомобиль Renault Symbol, от скорости движения

Для решения задачи следует использовать массив исходных данных (табл.6.1) и алгоритм расчета параметров из раздела 6.1.

Пример расчета одной точки при скорости 40 км/ч приведен в разделе 6.1

 

Таблица 6.2 – Результаты расчета зависимости параметров от скорости автомобиля Renault Symbol

 

Параметр Значение
  Полная масса- mа, кг              
  База- L, м 2,471            
  Часть базы- B, м 1,2            
  Колея- В, м 1,396            
  Высота центра масс - hцм, м 0,49            
  Основной радиус поворота- R, м 5,35            
  Угол поперечного уклона- β, град              
  Угол поперечного уклона -β, рад 0,524            
  Коэффициент сцепления- φ 0,8            
  Скорость автомобиля- VА, км/ч              
  Скорость автомобиля- Vа, м/с 0,00 2,78 5,56 8,33 11,11 13,89 16,67
  Угол поворота колес- Ѳ, град 24,79 24,79 24,79 24,79 24,79 24,79 24,79
  Угол радиуса ЦМ- φц, рад 0,22 0,22 0,22 0,22 0,22 0,22 0,22
  Радиус центра масс- Rц, м 5,48 5,48 5,48 5,48 5,48 5,48 5,48
  Скорость центра масс - Vц, м/с 0,00 2,85 5,69 8,54 11,39 14,23 17,08
  Центробежная сила - Рц, Н   -2158 -8632 -19422 -34528 -53950 -77688
  Составляющая ЦБ-Рцуг, Н   -2106 -8423 -18951 -33691 -52642 -75805
  Касат. составляющая ЦБ- Рцу, Н   -1823 -7293 -16408 -29171 -45579 -65634
  Касат. составляющая Ga- PGY, Н              
  Полная касательная сила-Ру, Н     -134 -9249 -22012 -38420 -58475
  Норм, составляющая ЦБ - Pцz, Н   -1054 -4214 -9482 -16857 -26339 -37929
  Норм, составляющая Ga - Pgz, Н -12388 -12388 -12388 -12388 -12388 -12388 -12388
  Полная нормальная сила-Рz, Н -12388 -13442 -16603 -21870 -29245 -38728 -50317
  Сила сцепления Ry, Н              
  Сумма сил (Ру + Ry), Н           -7438 -18221
  Момент от касательной силы, Нм -4997 -3724          
  Момент от нормальной силы (модуль), Нм              

Результаты вычислений используем для построения графических зависимостей полных боковых сил и моментов, действующих на автомобиль в скоростном диапазоне (0 – 60) км/ч.

 

Рис 6.3. Зависимость полной боковой силы и силы сцепления колес от скорости движения (при угле β = 30 градусов и коэффициенте сцепления φ = 0,8): 1- сила сцепления Ry; 2 – полная касательная сила Py; 3- сумма сил Py и Ry.

Из рисунка 6.3 следует, что при увеличении скорости автомобиля Renault Symbol несущественно возрастает сила сцепления Ry (кривая 1), в результате увеличения нормальной касательной силы (потому что увеличивается сила прижимающая автомобиль за счет нормальной центробежной составляющей силы). В тоже время полная касательная сила Py (кривая 2) существенно уменьшается при увеличении скорости автомобиля. По кривой 2 (Py) видно, что полная касательная сила направлена к центру поворота, в скоростном диапазоне (0 - 20) км/ч, а свыше 20 км/ч меняет знак на противоположный и увеличивается по модулю не линейно.

Из рисунка также следует, что при скорости 42 км/ч модули сил Ry и Py равны, на основе чего можно сделать вывод, что дальнейшее увеличение скорости движения приведет к заносу автомобиля Renault Symbol от центра поворота.

 

 

 
 

Рис 6.4 Зависимость опрокидывающего и удерживающего момента от скорости движения (при угле β = 30 градусов и коэффициенте сцепления φ = 0,8): 1 – опрокидывающий момент Моп; 2 – удерживающий момент Муд.

 

Из рисунка 6.4 видно, что удерживающий момент (кривая 2) нелинейно возрастает с увеличением скорости и направлен к центру поворота. В то же время опрокидывающий момент (кривая 1) также возрастает, в скоростном диапазоне (0-20) км/ч направлен по часовой стрелке, тоесть автомобиль опрокинется к центру поворота, а свыше скорости 20 км/ч момент будет направлен против часовой стрелки и опрокинется от центра поворота. Очевидно, что после преодоления скорости в 20 км/ч удерживающий момент тоже поменяет знак на противоположный.

Из рисунка также следует, что при скорости 50 км/ч Муд и Моп равны по модулю, следовательно это будет критическая скорость по опрокидыванию, а дальнейшее увеличение скорости автомобиля Renault Symbol приведет к опрокидыванию автомобиля от центра поворота, так как опрокидывающий момент превысит удерживающий.

 

 


Дата добавления: 2015-10-26; просмотров: 177 | Нарушение авторских прав


<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Работа № 2 Геологическое редуцирование аномалий силы тяжести.| Расчет и построение зависимости сил и моментов действующих на автомобиль Renault Symbol,от поперечного уклона дороги

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.014 сек.)