книги из ГПНТБ / Жуков А.В. Колебания лесотранспортных машин

/, 2 — В т - 0 , 3 м; 3, 4 — Д г = 0 , 5 м; 5, б — D f = 0 , 9 м.

Так, при Dr = 0,3 м происходят небольшие по амплитудам коле­ бания с частотой возмущающей силы, имеющие постоянное от­ клонение от равновесного положения (рис. 80, кривые 1,2). Причем в данном случае постоянное отклонение т имеет знак «минус», а Э — «плюс». При £ = 3 , 3 с отклонение 7 составля­ ет —0,074, a £i+0,061 рад. Конечно, следует иметь в виду, что значение DT , равное 0,3 м, нереально по конструктивным сооб­ ражениям, однако оно дает возможность выявить влияние дан­ ного параметра с качественной стороны.

ются в начальный период движения. При £ =1,2 с частоты и ам­

ченно возрастающие амплитуды, т. е. наступает явление резо­ нанса.

Проведенные исследования позволили качественно и коли­ чественно оценить влияние параметров трелевочного трактора при полуподвешенном способе трелевки деревьев на его попе­ речную устойчивость. Пользуясь описанной методикой, можно анализировать различные лесотранспортные системы рассмот­ ренного типа.

Глава V

ЧАСТНЫЕ ВОПРОСЫ ДИНАМИКИ ЛЕСОТРАНСПОРТНЫХ МАШИН

1

Продольное динамическое взаимодействие звеньев автопоезда

Продольная динамика транспортных систем изучает про­ дольные силы и ускорения, возникающие при различных режи­ мах движения.

Динамические схемы автопоездов, применяемых в лесной промышленности (автопоезда в составе тягача и прицепа-рос­ пуска, седельные и прицепные автопоезда [60]), различаются. Связи между звеньями автопоезда во многом определяют их взаимодействие. Характер этих связей зависит от конструктив­ ных особенностей тягово-сцепных приборов, наличия или отсут­ ствия в них упругих и демпфирующих элементов. Значительное влияние на продольную динамику лесовозного автопоезда ока­ зывают упруго-вязкие взаимодействия пакета лесоматериалов и элементов автопоезда.

Продольные колебания автопоезда в горизонтальной плос­ кости происходят под действием изменяющихся тяговых или тормозных сил, которые имеют место при неустановившихся режимах движения [23]. Установлено, однако, что усилия, воз­ никающие в элементах связи звеньев автопоезда, не остаются постоянными и при установившемся движении. В этом случае происходят вынужденные колебания звеньев транспортной си­ стемы.

К числу основных причин, вызывающих эти колебания, сле­ дует отнести непрерывное изменение сил сопротивления движе­ нию автопоезда, которое происходит вследствие того, что угло­ вые и вертикальные колебания подрессоренных и неподрессоренных масс тягача и прицепных звеньев изменяют суммарный динамический вес автопоезда, продольные силы инерции.

Таким образом, интенсивность и характер продольных гори­ зонтальных колебаний звеньев автопоезда зависят не только от характера внешних сил, конструктивных параметров системы и сцепки ее звеньев, но и от степени ровности дороги и свойств подвески тягача и прицепов.

Рассмотрим влияние на продольное взаимодействие в гори­ зонтальной плоскости звеньев прицепного автопоезда силы со­ противления движению, изменяющейся под действием суммар-

ного динамического веса автопоезда при движении по неровной дороге.

Схема горизонтальных продольных колебаний, а также ко­ лебаний подрессоренных масс в продольной плоскости автомо­ биля с двухосным прицепом представлена на рис. 82.

Рис. 82. Схема продольных колебаний звеньев автопоезда.

Пользуясь общеизвестными приемами, считая характери­ стику упругого элемента сцепного прибора линейной, с учетом выбора зазора в сцепке, получаем дифференциальные уравнения продольных горизонтальных колебаний автопоезда:

ссц — жесткость упругого элемента сцепки; МІ, МП — массы тягача и прицепа;

х=Х\ — х2 —величина деформации упругого эле­ мента сцепки;

/МП — Pf,:/M: —сила сопротивления движению авто­ поезда.

Поскольку рассматривается движение автопоезда по дороге, микрорельеф которой носит случайный характер и представля­ ется стационарной случайной функцией, силы сопротивления движению также носят случайный характер, т. е. Р-,а =fi{t) и

В операторной форме уравнение (95) запишется следующим образом: p2x-\-2ah px-\-b2 p=fx{і)/МЛ — f2(t)/M... После преобра­ зования Лапласа имеем

В частном случае предполагаем, что продольные колебания автопоезда в горизонтальной плоскости происходят только под действием силы сопротивления движению прицепа, т. е. f2(t)— 0. Тогда, разделив на Fi(s) правую и левую части уравнения (96) и перейдя затем от преобразования Лапласа к преобразованию Фурье, получим выражение амплитудно-фазовой частотной характеристики продольных горизонтальных колебаний автопо­ езда, модуль которой

ристики сопротивления движению прицепа на энергетический спектр воздействия Ф (со) дороги на прицеп, т. е.

марная динамическая вертикальная реакция всех колес прицепа на дорогу; f — удельное сопротивление передвижению прицепа по дороге.

Динамическая вертикальная реакция определяется взаимо­ действием подрессоренных и неподрессоренных масс транспорт­

щенные координаты z и а вертикальных и продольно-угловых колебаний системы (прицепа или автомобиля), после преобра­ зований получаем выражение для модуля амплитудной частот­ ной характеристики сопротивления движению двухосного при­ цепа

где W2(io>), Wa(ii»)— амплитудно-фазовые частотные характе­ ристики соответственно вертикальных и продольно-угловых колебаний прицепа от неровностей микрорельефа дороги;

l„j— расстояние от центра тяжести подрессо­ ренной массы прицепа до соответствую­ щей оси.

Расчетная формула (99) для спектральной плотности реак­ ции в сцепном приборе автопоезда при подстановке в нее выра­ жений (97), (98) и (100) примет вид

Спектральная плотность воздействия Ф (ш ) определяется [3J путем статистической обработки микропрофиля дорог. Мо­ дуль | WPfn (і о)) | амплитудно-частотной характеристики сопро­ тивления движению прицепа находится по уравнению (101), а

только силы сопротивления движению, возникающие при коле­ баниях прицепа в продольной плоскости.

ристика сопротивления движению меняется с изменением ско­ рости движения в связи с тем, что в выражение (101) входят амплитудно-фазовые характеристики вертикальных и продольноугловых колебаний прицепа, которые зависят от скорости дви­

скорости движения, поскольку при действии возмущающей силы

максимума, которые проявляются на частотах, близких к собст­ венным частотам вертикальных и продольно-угловых колебаний прицепа. | № с ц (ico ) | (кривая 3) имеет один максимум на часто­ те ю-= 16,1 1/с собственных продольных горизонтальных колеба­ ний звеньев автопоезда.

Рис. 84. Энергетические спектры усилий в сцепке

По данным расчетов, произведенных по формуле (102), по­ строены графики энергетических спектров усилия в сцепке для случая движения по грунтовой дороге и булыжному шоссе (рис. 84).

Максимумы кривых спектральной плотности* 5С Ц (">) распо­ ложены в области частот собственных колебаний подрессорен­ ных масс прицепа. Максимальные значения Sc u ( w ) при движе-