Компьютерные модели автомобилей
.pdfСформировать выполняемый ехе.файл. Результаты расчетов в графическом виде вывести на монитор. Предъявить ехе.файл преподавателю.
11.Распечатать файлы исходных данных и результатов на принтере. Они должны содержать фамилию студента, номер группы, номера динамической модели и варианта исходных данных. В файле исходных данных поместить комментарий к численной информации; в файле результатов – таблицу со скоростями масс и суммарными моментами в упругих звеньях.
12.Представить результаты расчетов на двух рисунках. На первом показать изменение во времени (ось абсцисс) скоростей масс, а на другом – моментов в упругих звеньях. Проанализировать полученные результаты. Скорость первой массы не должна быть более
чем м ( 1 м), а суммарные моменты должны ограничиваться моментами Мс и М в соответствующих звеньях. На графиках нанести период колебаний системы на первой частоте и соответствующую первую частоту системы (при возможности – также и другую) и сравнить ее с соответствующей собственной частотой, найденной в п. 3. Рассчитатьотносительную ошибку. Объяснитьнесовпадениечастот.
13.Отметитьввыводахосновныерезультатывыполненной работы.
14.Привести список литературы, использованной при выполнении контрольного задания.
Исходные данные для выполнения контрольного задания
Т а б л и ц а 3.5
Исходные данные для расчета динамической модели
№ |
№ |
Моменты инерции, кг м2 |
Жесткости, Н м/рад |
Коэф. демпфирования, |
|||||||||||
схе |
вар. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Н м с/рад |
|
||
мы |
J1 |
J2 |
J3 |
J4 |
J5 |
с1 |
с2 |
с3 |
с4 |
b1 |
b2 |
b3 |
b4 |
||
|
|||||||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
|
1 |
1 |
3,51 |
0,25 |
0,73 |
1,17 |
1,84 |
67,5 |
13,8 |
42,5 |
72,8 |
6,75 |
1,38 |
4,25 |
7,28 |
|
1 |
2 |
8,38 |
0,37 |
0,38 |
4,25 |
4,32 |
41,7 |
11,8 |
32,8 |
22,4 |
4,17 |
1,18 |
3,28 |
2,24 |
|
2 |
3 |
5,77 |
0,83 |
0,12 |
2,33 |
1,24 |
27,2 |
33,3 |
34,4 |
42,8 |
2,72 |
3,33 |
3,44 |
4,28 |
|
2 |
4 |
6,27 |
0,21 |
0,47 |
4,32 |
3,45 |
42,5 |
61,6 |
42,2 |
57,5 |
4,25 |
6,16 |
4,22 |
5,75 |
|
3 |
5 |
2,92 |
0,72 |
0,34 |
3,71 |
4,25 |
31,5 |
42,5 |
31,8 |
4,17 |
3,15 |
4,25 |
3,18 |
4,17 |
|
3 |
6 |
4,73 |
0,42 |
0,84 |
8,31 |
1,38 |
73,1 |
48,3 |
13,8 |
61,8 |
7,31 |
4,83 |
1,38 |
6,18 |
|
62
Окончание табл. 3.5.
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
5 |
6 |
|
7 |
8 |
|
9 |
10 |
11 |
|
12 |
13 |
|
14 |
15 |
|
|||||
|
4 |
7 |
7,38 |
0,37 |
0,92 |
1,44 |
|
5,43 |
12,4 |
|
30,5 |
24,2 |
37,4 |
1,24 |
3,05 |
|
2,42 |
3,74 |
|
|||||||
|
4 |
8 |
2,82 |
0,38 |
0,15 |
3,41 |
|
4,25 |
38,4 |
|
22,1 |
32,2 |
71,5 |
3,84 |
2,21 |
|
3,22 |
7,15 |
|
|||||||
|
5 |
9 |
4,81 |
0,44 |
0,24 |
2,40 |
|
3,22 |
62,0 |
|
57,1 |
11,5 |
43,2 |
6,20 |
5,71 |
|
1,15 |
4,32 |
|
|||||||
|
5 |
10 |
2,40 |
0,59 |
0,53 |
2,82 |
|
4,28 |
63,1 |
|
21,6 |
43,1 |
41,2 |
6,31 |
2,16 |
|
4,31 |
4,12 |
|
|||||||
|
6 |
11 |
3,85 |
0,41 |
0,63 |
6,21 |
|
2,88 |
22,5 |
|
71,5 |
42,4 |
22,8 |
2,25 |
7,15 |
|
4,24 |
2,28 |
|
|||||||
|
6 |
12 |
9,46 |
0,61 |
0,72 |
2,31 |
|
7,31 |
42,8 |
|
23,1 |
61,2 |
77,1 |
4,28 |
2,31 |
|
6,12 |
7,71 |
|
|||||||
|
7 |
13 |
5,73 |
0,48 |
0,45 |
4,38 |
|
4,25 |
57,1 |
|
38,2 |
11,7 |
31,8 |
5,71 |
3,82 |
|
1,17 |
3,18 |
|
|||||||
|
7 |
14 |
3,89 |
0,35 |
0,42 |
2,38 |
|
1,34 |
11,7 |
|
31,1 |
39,1 |
42,1 |
1,17 |
3,11 |
|
3,91 |
4,21 |
|
|||||||
|
8 |
15 |
5,70 |
0,36 |
0,19 |
1,35 |
|
4,17 |
32,8 |
|
43,3 |
52,5 |
21,3 |
3,28 |
4,33 |
|
5,25 |
2,13 |
|
|||||||
|
8 |
16 |
4,14 |
0,77 |
0,32 |
3,11 |
|
2,04 |
41,5 |
|
62,4 |
26,1 |
51,8 |
4,15 |
6,24 |
|
2,61 |
5,18 |
|
|||||||
|
9 |
17 |
2,54 |
0,55 |
0,91 |
1,57 |
|
3,24 |
62,4 |
|
72,2 |
63,8 |
32,4 |
6,24 |
7,22 |
|
6,38 |
3,24 |
|
|||||||
|
9 |
18 |
6,86 |
0,54 |
0,82 |
4,25 |
|
3,03 |
47,3 |
|
64,2 |
42,1 |
28,3 |
4,73 |
6,42 |
|
4,21 |
2,83 |
|
|||||||
|
10 |
19 |
3,75 |
0,24 |
0,35 |
2,74 |
|
1,41 |
32,8 |
|
52,1 |
74,1 |
33,0 |
3,28 |
5,21 |
|
7,41 |
3,30 |
|
|||||||
|
10 |
20 |
4,79 |
0,42 |
0,17 |
3,18 |
|
2,75 |
31,5 |
|
22,4 |
66,4 |
54,7 |
3,15 |
2,24 |
|
6,64 |
5,47 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 3.6 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Исходные данные |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
№ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Начальная |
||||
|
№ |
|
|
|
|
Моменты, Н м |
|
|
|
|
|
|
Темп, 1/с |
|
|
скорость |
|
|||||||||
|
схе- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
вар. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
массы J1, рад/с |
|
||||
|
мы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Md0 |
|
Mc0 |
|
|
|
Mf |
|
|
|
M |
|
kd |
|
kc |
|
|
|
wmax |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
1 |
1 |
|
300 |
|
620 |
|
|
65 |
|
|
350 |
|
10 |
|
35 |
|
|
120 |
|
|
|||||
|
1 |
2 |
|
630 |
|
1200 |
|
|
125 |
|
|
660 |
|
26 |
|
54 |
|
|
230 |
|
|
|||||
|
2 |
3 |
|
450 |
|
1050 |
|
|
97 |
|
|
470 |
|
18 |
|
64 |
|
|
240 |
|
|
|||||
|
2 |
4 |
|
650 |
|
980 |
|
|
124 |
|
|
655 |
|
14 |
|
130 |
|
|
180 |
|
|
|||||
|
3 |
5 |
|
600 |
|
1100 |
|
|
120 |
|
|
650 |
|
24 |
|
95 |
|
|
245 |
|
|
|||||
|
3 |
6 |
|
950 |
|
1700 |
|
|
130 |
|
|
1200 |
|
15 |
|
76 |
|
|
350 |
|
|
|||||
|
4 |
7 |
|
650 |
|
1500 |
|
|
100 |
|
|
900 |
|
24 |
|
87 |
|
|
270 |
|
|
|||||
|
4 |
8 |
|
700 |
|
1700 |
|
|
200 |
|
|
1500 |
|
20 |
|
70 |
|
|
190 |
|
|
|||||
|
5 |
9 |
|
380 |
|
500 |
|
|
55 |
|
|
400 |
|
16 |
|
50 |
|
|
350 |
|
|
|||||
|
5 |
10 |
|
450 |
|
800 |
|
|
120 |
|
|
600 |
|
20 |
|
55 |
|
|
300 |
|
|
|||||
|
6 |
11 |
|
500 |
|
900 |
|
|
140 |
|
|
800 |
|
15 |
|
80 |
|
|
250 |
|
|
|||||
|
6 |
12 |
|
800 |
|
1500 |
|
|
400 |
|
|
1100 |
|
18 |
|
60 |
|
|
200 |
|
|
|||||
|
7 |
13 |
|
650 |
|
900 |
|
|
120 |
|
|
700 |
|
15 |
|
55 |
|
|
300 |
|
|
|||||
|
7 |
14 |
|
250 |
|
500 |
|
|
50 |
|
|
300 |
|
17 |
|
60 |
|
|
400 |
|
|
|||||
|
8 |
15 |
|
300 |
|
550 |
|
|
80 |
|
|
500 |
|
20 |
|
50 |
|
|
350 |
|
|
|||||
|
8 |
16 |
|
650 |
|
960 |
|
|
95 |
|
|
800 |
|
25 |
|
70 |
|
|
380 |
|
|
|||||
|
9 |
17 |
|
440 |
|
800 |
|
|
125 |
|
|
600 |
|
15 |
|
40 |
|
|
240 |
|
|
|||||
|
9 |
18 |
|
380 |
|
700 |
|
|
75 |
|
|
600 |
|
18 |
|
45 |
|
|
320 |
|
|
|||||
|
10 |
19 |
|
580 |
|
1000 |
|
|
150 |
|
|
900 |
|
14 |
|
44 |
|
|
420 |
|
|
|||||
|
10 |
20 |
|
460 |
|
730 |
|
|
85 |
|
|
700 |
|
15 |
|
50 |
|
|
450 |
|
|
|||||
Варианты динамических моделей
64
К о н т р о л ь н о е з а д а н и е № 5
НАГРУЖЕННОСТЬ СЦЕПЛЕНИЯ АВТОМОБИЛЯ
Цель работы
Рассчитать работу и мощность буксования сцепления при трогании автомобиля с места. Варианты динамических моделей и исходные данные для расчета взять из контрольного задания № 3.
Содержание работы
1.Задание.
2.Описание оценочных параметров нагруженности сцепления.
3.Вывод уравнений движения заданной модели.
4.Преобразование уравнений движения к стандартному виду .
5.Таблица идентификаторов.
6.Логическая схема решения задачи.
7.Текст программы и ее описание.
8.Файлы исходных данных и результатов расчета.
9.Результаты расчета и их анализ.
10.Выводы.
11.Литература.
Порядок выполнения работы
1. Привести соответствующую динамическую модель, исходные данные для расчета, перечень вопросов, на которые нужно дать ответы. Обратить внимание на начальные условия: при t = 0 некоторые массы имеют первоначальную скорость, не равную нулю.
Принять следующий характер изменения моментов Md i Mс:
Md = Md0 (1 – e-kd t), если 1 < max;
Md = 0, если 1 = max;
Mc = Mc0 (1 – e-kc t).
65
Учесть ограничение: 1 max, а также ограничения, которые накладываются моментами Mc и Mφ на значения моментов в упругих звеньях модели. Время расчета принять равным t max = 3 tбукс, где tбукс – время буксования сцепления.
2. Оценочными параметрами нагруженности сцепления являются: удельная нагрузка на фрикционные накладки; работа и мощность буксования сцепления; повышение средней температуры ведущих дисков сцепления при трогании автомобиля с места. Принять в качестве оценочных параметров работу и мощность буксования сцепления при трогании автомобиля с места. Работу W и мощность Р буксования сцепления можно приближенно рассчитать по формулам
|
|
|
, |
|
W Mc i dt ; |
P Mc i |
|
где Мс – момент трения сцепления; |
|
|
|
|
– скорость деформации i-го упругого звена, содержащего |
||
i |
|||
сцепление Мс.
Принять, что буксование сцепления заканчивается, когда момент Mi в i-м упругом звене становится меньше Мс.
3.Вывести уравнения движения заданной динамической модели (в общем виде) с помощью уравнений Лагранжа II порядка. Полученную систему уравнений дополнить начальными условиями и ограничениями.
4.Преобразовать к стандартному виду полученную в п.3 систему уравнений. В качестве выходных параметров принять скорости масс и моменты в упругих звеньях, а также работу и мощность буксования сцепления.
5.Составить таблицу, в которой должны быть названия физических переменных, размерность, обозначения, соответствующие им идентификаторы и численные значения.
6.Нарисовать логическую схему в соответствии с действующими стандартами. Написать краткий комментарий к ней.
7.Написать текст программы на алгоритмическом языке ПАСКАЛЬ. Программа должна соответствовать логической схеме, разработанной в п. 6. Распечатать текст программы на принтере. Сформировать выполняемый ехе.файл. Результаты расчетов в графическом
66
виде вывести на монитор, а также в результирующий файл. Предъявить ехе.файл преподавателю.
8.Распечатать на принтере файлы исходных данных и результатов. Они должны содержать фамилию студента, номер группы, номера динамической модели и варианта. В файл исходных данных поместить комментарий к исходной информации, а в файл результатов – таблицу со скоростями масс, моментами в упругих звеньях, работой и мощностью буксования сцепления.
9.Результаты расчетов представить на трех рисунках. На первом показать изменение во времени (ось абсцисс) скоростей масс, на втором – моментов в упругих звеньях, на третьем – работы и мощности буксования сцепления. Найти максимальные значения работы и мощности буксования сцепления.
Проанализировать полученные результаты. Скорость первой
массы не должна быть более чем м ( 1 м); суммарные моменты должны ограничиваться моментами Мс и М в соответствующих звеньях.
10.Указатьв выводах основныерезультаты выполненной работы.
11.Дать список литературы, использованной при выполнении работы.
Ко н т р о л ь н о е з а д а н и е № 6
ЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРАНСМИССИИ АВТОМОБИЛЯ
Цель работы
Рассчитать собственные частоты и амплитудные частотные характеристики (АЧХ) трансмиссии автомобиля в соответствии с ее динамической моделью.
Содержание работы
1.Задание.
2.Общие сведения о передаточных функциях и частотных характеристиках.
3.Передаточные функции заданной динамической модели.
67
4.Описание методов определения собственных частот.
5.Расчет собственных частот заданной модели.
6.Амплитудные частотные характеристики заданной модели.
7.Таблица идентификаторов.
8.Логическая схема решения задачи.
9.Текст программы и ее описание.
10.Файлы исходных данных и результатов расчета.
11.Результаты расчета и их анализ.
12.Выводы.
13.Литература.
Порядок выполнения работы
1. Привести соответствующую динамическую модель, исходные данные для расчета, перечень вопросов, на которые нужно дать ответы. Динамическая модель и ее параметры указаны ниже. Входной момент принять равным Мд = Мо sin ( t).
2.Описать общие сведения о передаточных функциях и их связи
счастотными характеристиками.
3.Записать передаточные функции между моментами в упругих звеньях и входным моментом Мд.
4.Описать методы нахождения собственных частот, начиная с общих сведений о них. Описать матричный метод и метод последовательного расщепления.
5.При расчете собственных частот заданной модели сначала записать в общем виде частотное уравнение методом последовательного расщепления; затем вывести частотный определитель системы и раскрыть его, преобразовав в частотное уравнение, записанное ранее. После этого преобразовать частотное уравнение к виду
R ( ) = x3 – a1 x2 + a2 x – a3 = 0.
Найти первый корень х1 (квадрат первой собственной частоты 12) методом итераций. Процесс нахождения описать подробно. Найти остальные корни из решения квадратного уравнения
х2 – b1 x + b2 = 0,
68
где b1 и b2 – коэффициенты, зависящие от аi и корня х1. Выполнить проверку правильности выполненных расчетов, используя формулы Виета.
6. На основании записанных передаточных функций (см. п. 3) найти в общем виде требуемые АЧХ динамической модели. Рассчитать АЧХ в частотном диапазоне от нуля до 2 3, где 3 – высшая собственная частота системы, найденная в п.5.
7.Составить таблицу, в которой должны быть названия физических переменных, размерность, обозначения, соответствующие им идентификаторы и численные значения.
8.Нарисовать логическую схему в соответствии с действующими стандартами. Написать краткий комментарий к ней.
9.Написать текст программы на алгоритмическом языке ПАСКАЛЬ. Программа должна соответствовать логической схеме, разработанной в п. 8. Текст программы распечатать на принтере или написать от руки. Сформировать выполняемый ехе.файл. Результаты расчетов в графическом виде вывести на монитор. Предъявить ехе.файл преподавателю.
10.Файлы исходных данных и результатов распечатать на принтере. Они должны содержать фамилию студента, номер группы, номера динамической модели и варианта. В файле исходных данных поместить комментарий к исходной информации. Он должен содержать исходные данные, значения собственных частот, таблицу с АЧХ для всех упругих звеньев.
11.Представить результаты расчетов в табличном виде и на рисунке. Проанализировать полученные результаты.
12.Ввыводахуказать основныерезультатывыполненнойработы.
13.Дать список литературы, использованной при выполнении работы.
69
Исходные данные для выполнения контрольного задания
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 3.7 |
|||
Исходные данные для расчета динамической модели |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ схемы / |
Моменты инерции, |
|
Жесткости, |
Коэффициенты |
|||||||||
№ вариан- |
|
демпфирования |
|||||||||||
|
кг м2 |
|
|
|
Н м/рад |
|
|||||||
та |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Н м с/рад |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
J1 |
J2 |
J3 |
J4 |
с1 |
|
c2 |
|
c3 |
b1 |
|
b2 |
b3 |
1/1 |
1,0 |
0,35 |
5,2 |
3,7 |
35 |
|
150 |
|
115 |
2,4 |
|
3,1 |
1,72 |
1/2 |
2,2 |
0,58 |
6,4 |
2,5 |
69 |
|
273 |
|
97 |
3,8 |
|
2,5 |
1,21 |
2/3 |
1,8 |
0,51 |
3,1 |
4,2 |
85 |
|
320 |
|
125 |
7,5 |
|
3,4 |
1,63 |
2/4 |
1,6 |
0,64 |
2,5 |
3,6 |
42 |
|
186 |
|
151 |
6,1 |
|
6,2 |
0,84 |
3/5 |
1,2 |
0,33 |
7,2 |
1,9 |
57 |
|
138 |
|
97 |
2,9 |
|
4,1 |
0,95 |
3/6 |
2,4 |
0,41 |
6,0 |
5,5 |
37 |
|
226 |
|
85 |
4,1 |
|
3,0 |
0,15 |
4/7 |
3,4 |
0,38 |
4,8 |
3,2 |
45 |
|
225 |
|
112 |
7,0 |
|
1,8 |
0,28 |
4/8 |
1,5 |
0,28 |
5,7 |
3,7 |
54 |
|
305 |
|
73 |
6,3 |
|
2,4 |
1,37 |
5/9 |
3,7 |
0,47 |
5,1 |
2,8 |
38 |
|
168 |
|
98 |
4,4 |
|
3,1 |
0,94 |
5/10 |
4,8 |
0,29 |
8,4 |
4,0 |
75 |
|
274 |
|
118 |
3,4 |
|
4,3 |
0,87 |
6/11 |
5,1 |
0,45 |
7,5 |
2,3 |
69 |
|
248 |
|
84 |
5,1 |
|
1,6 |
0,25 |
6/12 |
1,7 |
0,39 |
6,0 |
2,7 |
38 |
|
341 |
|
78 |
6,8 |
|
4,3 |
0,28 |
7/13 |
2,6 |
0,54 |
3,1 |
3,1 |
44 |
|
262 |
|
65 |
5,9 |
|
3,5 |
0,94 |
7/14 |
3,3 |
0,64 |
6,5 |
2,6 |
85 |
|
147 |
|
105 |
4,3 |
|
2,4 |
1,38 |
8/15 |
2,1 |
0,77 |
2,6 |
4,4 |
51 |
|
153 |
|
124 |
5,7 |
|
3,5 |
1,15 |
8/16 |
2,9 |
0,48 |
4,9 |
2,3 |
74 |
|
125 |
|
83 |
4,6 |
|
3,2 |
0,80 |
9/17 |
3,0 |
0,42 |
3,3 |
3,6 |
28 |
|
234 |
|
112 |
3,1 |
|
5,4 |
0,42 |
9/18 |
2,7 |
0,81 |
5,0 |
3,8 |
62 |
|
151 |
|
68 |
5,9 |
|
4,6 |
0,65 |
10/19 |
4,2 |
0,28 |
3,2 |
5,3 |
64 |
|
197 |
|
94 |
4,2 |
|
2,6 |
0,38 |
10/20 |
4,4 |
0,95 |
4,6 |
4,4 |
78 |
|
240 |
|
73 |
6,8 |
|
4,2 |
0,18 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Варианты динамических моделей
70
4.ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ
ИОФОРМЛЕНИЮ РАБОТЫ
1.Работа должна выполняться студентом самостоятельно. При несоблюдении этого требования выполненная работа аннулируется, а студенту выдается новое задание.
2.Работа выполняется на стандартных листах писчей бумаги с соблюдением действующих стандартов. Как образец использовать техническую литературу последних лет издания.
3.Текст должен быть написан от руки (за исключением текста программы, исходного и результирующих файлов) без поправок и сокращений. По согласованию с преподавателем текст может быть набран на компьютере.
71