3883

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Воронежская государственная лесотехническая академия»

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ НА АВТОМОБИЛЬНОМ ТРАНСПОРТЕ

Методические указания для самостоятельной работы студентов по направлению подготовки магистров

190600.68 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов»

Воронеж 2014

УДК 629.33.004.67

Кадырметов А. М. Математические модели на автомобильном транспортеТекст : Методические указания для самостоятельной работы студентов по направлению подготовки магистров 190600.68 «Эксплуатация транспортнотехнологических машин и комплексов» / А. М. Кадырметов, В. Н. Бухтояров, В. О. Никонов ; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВПО «ВГЛТА». – Воронеж, 2014. – 21 с.

Печатается по решению учебно-методического совета ФГБОУ ВПО «ВГЛТА» (протокол № __ от _________ 2014 г.)

Рецензент заведующий кафедрой эксплуатации машинно-тракторного парка ВГАУ доктор техн. наук, профессор Е. В. Пухов

2

1. ПОДГОТОВКА И ВЫПОЛНЕНИЕ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

Самостоятельная работа студентов по дисциплине «Математические мо-

дели на автомобильном транспорте» включает в себя подготовку к теорети-

ческому курсу и к практическим работам.

Согласно рабочей программе общая трудоемкость дисциплины состав-

ляет 72 часа. На самостоятельную работу отводится 48 часов (табл. 1).

Изучаемые разделы дисциплины и количество часов, отводимое на са-

мостоятельное изучение теоретического курса, представлено в таблице 2.

Таблица 1 – Объем дисциплины и виды учебной работы

При изучении вопросов, выносимых на самостоятельное изучение, сту-

дентам необходимо подготовить ответы на контрольные вопросы. Основной информационный материал находится в учебных пособиях [1, 2], а также в дополнительных информационных источниках [3-11]. Вопросы для самосто-

ятельного изучения к практическим работам рассмотрены в конце каждой практической работы методических указаний [12].

Все вопросы для самостоятельного изучения составлены таким обра-

зом, что студент выбирает по одному вопросу из разделов 2-7, где преду-

смотрена самостоятельная работа.

3

Таблица 2 – Разделы дисциплины, изучаемые на аудиторных занятиях, и время, отводимое на самостоятельную работу, ч.

Вопросы выбираются следующим образом: по номеру зачетной книжки и начальной букве фамилии студента из таблицы 3 заданий на самостоятель-

ную работу определяются необходимые варианты. Например, номер зачет-

ной книжки студента Иванова А. А. – 896001. Выбираем сочетание первой буквы и цифр зачетной книжки: И8, И9, И6, И0, И0, И1. Сочетание буквы

«И» и цифры «0» повторяются, поэтому одно сочетание «И0», меняем на со-

четание следующей буквы фамилии «В», а цифру «0» оставляем. Сочетание

«И8» соответствует номеру вопроса из раздела 2, «И9» – раздел 3, «И6» –

4

раздел 4, «И0» – раздел 5, «В0» – раздел 6, «И1» – раздел 7. В итоге из раздела 2 берется вопрос № 1, раздела 3 – вопрос № 12, раздела 5 – вопрос № 13, раздела 7 – вопрос № 9, раздела 9 – вопрос № 3, раздела 11 – вопрос № 20.

Ответы на вопросы оформляются в виде реферата объемом от половины до одной страницы на каждый вопрос. В некоторых случаях допускается объем ответа в три страницы.

Таблица 3 – Варианты заданий на самостоятельную работу

1.1. Вопросы для самостоятельного изучения и поиск ответов для них

1.1.1. Раздел 2

1)Понятие математической модели и моделирования. Требования к математическим моделям.

2)Классификации математических моделей.

3)Понятие компьютерной модели и этапы ее построения.

4)Понятие динамической модели технического объекта и метода парциальных систем в упрощении динамической модели. Примеры динамических моделей автомобиля.

5

5)Уравнения движения механических систем. Суть принципов Даламбера и Лагранжа для вывода уравнений движения.

6)Понятие и применение структурных схем и графов при моделировании механических систем.

7)Общие сведения о частотных характеристиках при моделировании технических объектов. Понятие амплитудной частотной характеристики.

8)Моделирование временных характеристик механических систем.

Понятие переходного процесса, динамичности и коэффициента

динамичности.

9)Понятие вероятностной модели объектов, числовых характеристик случайных величин, корреляционной и спектральной функций.

10)Характеристика решаемых задач и математические модели объектов на микроуровне.

11)На чем основаны математические модели напряженного состояния деталей при их колебаниях.

12)На чем основаны математические модели тепловых процессов для расчета температурного поля в сплошной среде.

13)Общие сведения о численном решении алгебраических и трансцендентных уравнений. Понятие и методы итераций.

14)Дайте понятие и краткую характеристику методов решения систем линейных и нелинейных уравнений.

15)Дайте краткую характеристику методов численного решения обыкновенных дифференциальных уравнений и погрешностей, связанных с численной аппроксимацией.

16)Краткая характеристика метода конечных разностей при решении уравнений в частных производных, его возможности в сравнении с методом конечных элементов.

17)Краткая характеристика метода конечных элементов при решении уравнений в частных производных, его возможности в сравнении с методом

конечных разностей.

6

18)Краткая характеристика метода дискретных элементов при моделировании объектов.

19)Дайте краткую характеристику математических моделей на основе теории размерностей и подобия.

20)Дайте краткую характеристику численного эксперимента,

компьютерного и имитационного моделирования.

Ответы на вопросы искать в источниках [2] на стр. 7 … 148, [8] на стр. 8 … 18, 64 … 85, 184 … 211, [13] на стр. 78 … 96, 143 … 177, 269 … 381.

1.1.2. Раздел 3

1)Характеристика решаемых задач при моделировании двигателя и трансмиссии автомобиля.

2)Дайте понятие динамической модели. Опишите динамическую мо-

дель двигателя автомобиля.

3) Дайте понятие динамической модели. Опишите динамическую мо-

дель механизма сцепления.

4) Дайте понятие динамической модели. Опишите динамическую мо-

дель коробки передач.

5) Дайте понятие динамической модели. Опишите динамическую мо-

дель гидротрансформатора коробки передач.

6) Дайте понятие динамической модели. Опишите динамическую мо-

дель карданной передачи от коробки передач к ведущему мосту.

7) Дайте понятие динамической модели. Опишите динамическую мо-

дель дифференциала.

8) Дайте понятие динамической модели. Опишите динамическую мо-

дель ведущего моста.

9) Дайте понятие динамической модели. Опишите динамическую мо-

дель движения автомобиля.

7

10) Дайте понятие динамической модели. Опишите динамическую мо-

дель трансмиссии автомобиля.

11) Дайте понятие динамической модели. Опишите динамическую мо-

дель подвески автомобиля.

12)Кратко опишите математическую модель дороги.

13)Дайте описание задач по плавности хода автомобиля.

14)Пример анализа расчета автомобиля на устойчивость и управляе-

мость движения.

15)Характеристика решаемых задач при моделировании двигателя и трансмиссии автомобиля.

16)Дайте понятие динамической модели. Опишите динамическую мо-

дель двигателя автомобиля.

17) Дайте понятие динамической модели. Опишите динамическую мо-

дель механизма сцепления.

18) Дайте понятие динамической модели. Опишите динамическую мо-

дель коробки передач.

19) Дайте понятие динамической модели. Опишите динамическую мо-

дель гидротрансформатора коробки передач.

20) Дайте понятие динамической модели. Опишите динамическую мо-

дель карданной передачи от коробки передач к ведущему мосту.

Ответы на вопросы искать в источнике [2] на стр. 192 … 284.

1.1.3. Раздел 4

1) Опишите математическую модель в постановке задачи о распределе-

нии одинаковых грузов и методику ее решения.

2) Опишите математическую модель в постановке задачи о распределе-

нии разных ресурсов и методику ее решения.

3) Опишите математическую модель с учетом возможной недостачи ре-

сурсов и методику ее решения.

8

4)Основные понятия в геометрических решениях оптимизационных

задач.

5)Графическое решение задач линейного программирования.

6)Значение вершин области допустимых решений (многоугольников,

многогранников) в решениях задачи оптимизации линейного программиро-

вания.

7) В чем суть метода последовательных уступок в задачах многопара-

метрической оптимизации. Пример.

8) В чем заключается метод экспертных оценок в задачах многопара-

метрической оптимизации.

9) Дайте понятие стохастического программирования. В чем заключа-

ется постановка оптимизационных задач линейного программирования в этом случае?

10)Опишите идеи линейного программирования в симплекс-методе в задачах оперативного управления.

11)Суть целочисленных задач линейного программирования и методи-

ка их решения.

12) Опишите методику решения задач раскроя в целочисленном про-

граммировании.

13)Опишите методику решения задач оптимизации с использованием булевых переменных.

14)Дайте понятие графа. Опишите пример задачи оптимизации на се-

тях.

15)Дайте понятие критического пути в сетевых графиках. Приведите

пример.

16)Опишите постановку задачу коммивояжера и методику ее решения.

Имеется ли какое-либо соответствие задачи коммивояжера к задачам линей-

ного или нелинейного программирования?

17) Опишите задачу оптимизации маршрута перевозок по алгоритму Дейкстры-Прима для построения минимального остовного дерева.

9

18)Опишите задачу оптимизации маршрута перевозок по алгоритму Крускала для построения минимального остовного дерева.

19)Перечислите методы решения задач линейного программирования и опишите транспортный метод (или метод потенциалов).

20)Перечислите методы решения задач линейного программирования и опишите симплексный метод.

Ответы на вопросы искать в источниках [4] на стр. 16 … 65, стр. 83 … 141, [4] на стр. 83 … 101, в источнике [1] на стр. 108 … 143, [10] на стр. 85 …

96.

1.1.4. Раздел 5

1) Дайте понятие логической модели объекта диагностирования и опи-

шите методику исследования его состояния на основе логических моделей.

2)Метод Байеса в определении состояния объекта диагностирования.

3)Метод последовательного анализа в определении состояния объекта диагностирования.

4)Опишите задачу оптимизации параметрических рядов в техническом диагностировании.

5)Опишите задачу прогнозирования остаточного ресурса объекта диа-

гностирования. Приведите пример прогнозирования по среднему статистиче-

скому изменению КПД.

6)Дайте математическое описание процессов изнашивания пар трения.

7)Дайте математическое описание процесса усталостного разрушения материала.

8)Опишите расчетно-аналитические методы оценки надежности ма-

шин.

9)Опишите суть имитационного моделирования процесса текущего ремонта автомобилей.

10)Назовите этапы создания имитационной модели.

10