Лабораторное занятие № 15. Моделирование пневматических систем

197

Основным регулирующим органом тормозной системы является тормозной кран

(рис. 15.2).

При воздействии на тормозную педаль происходит перемещение штока тормозного крана (по схеме вниз). При этом перекрывается связь выходной полости, связанной с тормозными камерами, с атмосферой и она связывается через впускной клапан со впускной полостью тормозного крана, связанной с ресивером. При отпускании тормозной педали шток перемещается вверх, впускной клапан закрывается, рассоединяя впускную и выпускную полости. Открывается атмосферный клапан, связывающий выпускную полость тормозного крана, а значит и тормозные камеры с атмосферой.

Проведя анализ работы тормозной системы, можно выделить для моделирования две фазы, которые будут отличаться математическим описанием: фаза торможения и фаза оттормаживания.

Рисунок 15.2 – Схема тормозного крана

I фаза – торможение

f1f2f3

II фаза – оттормаживание

f3 f4

Математическое описание вышеприведенных фаз работы тормозной системы имеет

вид:

I фаза – торможение:

В данных уравнениях E = A k υкр=0,654 1,4 340=311,3 м/с; B=1,13.

198

Порядок выполнения работы

1.Составить математическую модель пневматической системы в соответствии с вариантом задания.

2.Составить программу для анализа динамических процессов в моделируемой пневмосистеме при заданном законе изменения возмущающего воздействия.

3.По результатам моделирования построить зависимости давления в емкостях от вре-

мени.

4.Оформить отчет, содержащий математическую модель, распечатку программы, графики зависимостей согласно п. 3.

Варианты заданий.

Таблица 15.1 – Параметры пневмосистемы при торможении

В качестве начальных условий принять давление в ресивере 0,8 МПа. Давления в остальных емкостях определяются из условий функционирования тормозной системы.

Примечание* - тормознаякамера может моделироваться какемкостьпеременного объема;указанное значение принимать как начальный объем пневмокамеры при pтк = 0. В этом случае дополнительно преподава-

телем задается силовая характеристика пневмокамеры.

Вид закона для моделирования переменного пневмосопротивления: Л – линейный; Э – экспоненциальный.

Лабораторное занятие № 16. Моделирование гидравлических систем

Цель работы: получение навыков построения математических моделей гидравлических систем мобильных и технологических машин и реализации их на ЭВМ с помощью численных методов.

Общие сведения

Для составления математической модели гидропривода реальный привод (рис. 16.1) заменяется динамической схемой. Сложность динамической схемы и, следовательно, математической модели будет зависеть от принятых при ее разработке допущений: свойства жидкости, ее плотность, вязкость, количество нерастворенного в ней воздуха не изменяются во время

199

переходного процесса, жидкость является однородной, и се кавитация и утечки исключаются, нестационарность потока жидкости не оказывает влияния на величину потерь давления, жидкость является несжимаемой, силы трения при перемещении гидродвигателей и потери всливных трубопроводах пренебрежимо малы.

Рисунок 16.1 – Принципиальная схема гидропривода

В общем случае большинство гидроприводов различных систем (тормозная и гидронавесная системы, системы включения сцепления и управления трансмиссией и т. д.) можно представить достаточно унифицированными фрагментами динамических схем, приведенных на рис. 16.2, которые отличаются принятыми допущениями и, как следствие, адекватностью отражаемых процессов. При составлении их математического описания используется методика типовых функционально законченных элементов. Схема на рис. 16.2 а содержит один элемент, обладающий инерционными свойствами (механический подвижный элемент 2). Остальные элементы безынерционные, поэтому математическое описание ветви можно составить, используя только одну независимую обобщенную координату х2.

а)

б)

в)

Рисунок 16.2 – Динамические схемы гидропривода

200

Запишем уравнения для всех элементов привода:

– для 1-го элемента (гидролиния):

(μгл x1 +μгн x12 nsignx1) A1 = A1 (pу2 − pу1);

– для 2-го элемента (поршень):

m2 x2 +μ x2 = A2 pу1 − Fп − Fв ;

– для 3-го элемента (пружина):

cп x2 = Fп ;

– для 4-го элемента (дроссель):

где р – давление насоса; pyi – давления жидкости в узлах взаимодействия; Fп – усилие возвратной пружины; Рв – внешняя сила; A1, A2, Адр – площади трубопровода, поршня и дросселя со-

ответственно; сп – жесткость пружины т2 – приведенная масса поршня; µгл, µгн – коэффициенты линейных и нелинейных гидравлических потерь (демпфирования) в приводе;

µ – коэффициент демпфирования цилиндра; ε – пропускная способность дросселя. Используя топологическое уравнение x1 = (A2 / A1 ) x2 , и решая совместно компонент-

ные уравнения, получаем дифференциальное уравнение:

где m1 – масса жидкости.

Таким образом, несмотря на то, что в рассматриваемой ветви два инерционных эле-

Если функционально законченные элементы, обладающие инерционными свойствами, разделены между собой упругим элементом, отражающим сжимаемость жидкости, их координаты оказываются независимыми. Так, динамическая модель ветви гидромеханической системы, представленная на рис. 16.2 в, имеет две степени свободы, и для ее математического описания необходимо использовать две независимые координаты x1 и x2. Уравнения компонентов ветви примут вид:

201

m1 x1 +(μгл x1 +μгн x12 signx1) A1 = A1 (pу2 − pу1); m2 x2 +μ x2 = A2 pу1 − Fп − Pв ;

сп x2 = Fп ;

A12 ρ εA1 Ax1 2 signx1 = A1 (p − pу2 );

др

cг (x1 A1 − x2 A2 )= A1 pу1 ,

где cг – жесткость гидролиний.

Решая совместно полученные выражения,врезультате получаем системудифференциальных уравнений:

Для задания давления на входе в систему воспользуемся приведенной на рис. 16.3 характеристикой насоса.

Рисунок 16.3 – Характеристика регулирования аксиально-поршневого насоса с регулятором мощности

Математическая модель, описывающая приведенную характеристику, имеет вид:

– первый участок 0–Qmin:

pн = pmax ;

– второй участок Qmin–QN:

– третий участок QN–Qmax:

202

pн = pN −(pN − p0 ) Qн −QN

Qmax −QN .

Порядок выполнения работы

1. Составить математическую модель гидравлической системы в соответствии с вариантом задания, используя математическое описание работы насоса р =f(QH). Данную характеристику использовать в виде функции вида р(QH), где в качестве аргумента QH (подача насоса) применить:

–для схемы на рис. 16.2, в – расход в гидролинии, т. е. Qн = A1 dx1/dt;

–для схем на рис 16.2 а, б – расход в гидроцилиндре, т. е. Qн = A2 dx2/dt.

Параметры Qmin, QN, Qmax, pN, pmax определяются из характеристик насоса (рис. 16.4) и варианта задания (табл. 16.1).

2.Преобразовать систему полученных дифференциальных уравнений для решения методом Рунге-Кутта 4-го порядка.

3.Составить программу для решения систему с целью дальнейшего анализа динамических процессов в моделируемой гидросистеме при заданном законе изменения возмущающего воздействия (изменение площади дросселя). Использовать математическое описание законов лабораторной работы № 3.

4.По результатам моделирования построить зависимости давления в гидроцилиндре ру1, перемещения х2 и скорости dx2/dt поршня от времени.

5.Оформить отчет, содержащий математическую модель, распечатку программы, графики зависимостей согласно п. 4.

Таблица 16.1 – Варианты задания характеристик гидросистемы

203

Таблица 16.2 – Варианты задания характеристики

насоса (рис. 16.4)

Рисунок 16.4 – Характеристика регулирования аксиально-поршневого насоса с регулятором мощности PV140 фирмы Parker

204

Перечень тем курсовых работ по дисциплине «Математическое моделирование».

1.Разработка и реализация математической модели процесса экстренного торможения двухосного транспортного средства рабочей тормозной системой.

2.Разработка и реализация математической модели процесса экстренного торможения двухосного транспортного средства рабочей тормозной системой при имитации выхода из строя тормозного контура переднего моста.

3.Разработка и реализация в математической модели процесса экстренного торможения двухосного транспортного средства рабочей тормозной системой при имитации выхода из строя тормозного контура заднего моста.

4.Разработкаи реализация математической модели электродинамического торможения двухосного транспортного средства.

5 Разработка и реализация математической модели процесса торможения двухосного электробуса при использовании запасной тормозной системы.

6.Разработка и реализация математической модели движения сочлененного транспортного средства при экстренном торможении рабочей тормозной системой.

7.Разработкаиреализацияматематическоймоделидляопределенияэнергопоглощения (энергии и мощности трения) в тормозных механизмах заднего моста двухосного транспортного средства.

8.Разработка и реализация математической модели процесса трогания и разгона двухосного электробуса.

9.Разработка и реализация математической модели процесса трогания и разгона переднеприводного легкового электромобиля.

10.Разработка и реализация математической модели процесса трогания и разгона заднеприводного легкового электромобиля.

11.Разработка и реализация математической модели процесса рекуперативного торможения переднеприводного легкового электромобиля.

12.Разработка и реализация математической модели процесса рекуперативного торможения заднеприводного легкового электромобиля.

13.Разработка и реализация математической модели системы подрессоривания двухосного транспортного средства для определения нормируемых показателей плавности хода.

14.Разработка и реализация математической модели системы подрессоривания двухосного транспортного средства при имитации блокирования подвески переднего моста для определения нормируемых показателей плавности хода.

15.Разработка и реализация математической модели системы подрессоривания двухосного транспортного средства при имитации блокирования подвески заднего моста для определения нормируемых показателей плавности хода.

16.Разработка и реализация математической модели колебаний на месте водителя двухосного транспортного средства для определения нормируемых показателей плавности хода.

17.Разработка и реализация математической модели системы подрессоривания колесного трактора для определения нормируемых показателей плавности хода.

18.Разработка и реализация математической модели системы подрессоривания гусеничного трактора для определения нормируемых показателей плавности хода.

19.Разработка и реализация математической модели колебаний на месте оператора электротрактора для определения нормируемых показателей плавности хода.

20.Разработка и реализация математической модели системы подготовки сжатого воздуха пневматической системы транспортного средства для определения нормируемых показателей.

21.Разработка и реализация математической модели процесса функционирования рабочей пневматической тормозной системы транспортного средства при торможении для оценки нормируемых показателей.

205

22.Разработка и реализация математической модели процесса функционирования стояночной пневматической тормозной системы транспортного средства при растормаживании для оценки нормируемых показателей.

23.Разработка и реализация математической модели работы пневматической системы регулирования положения кузова транспортного средства.

24.Разработка и реализация математической модели процесса торможения гусеничной машины рабочей тормозной системой.

206

3. РАЗДЕЛ КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ 3.1. Перечень вопросов для текущей и промежуточной аттестации (зачет).

1.Что понимается под объектом моделирования?

2.Что такое гипотеза в моделировании?

3.Определение модели.

4.Что такое математическая модель?

5.Примеры аналогии в физических процессах.

6.Классификация процессов как объектов моделирования.

7.Отличие стохастических процессов от детерминированных.

8.Постановка задачи моделирования в общем виде.

9.Общая классификация математических моделей.

10.Структура модели математического программирования.

11.Что понимается под структурно-параметрическим описанием объекта моделирова-

ния?

12.В чем состоит различие между линейными и нелинейными моделями?

13.В каких случаях используется корреляционный коэффициент, а в каких − корреляционное отношение как критерий адекватности модели?

14.Классификация моделируемых процессов по характеру их протекания.

15.Основные этапы построения математической модели.

16.Метод активного и пассивного эксперимента. Чем они отличаются?

17.Какой математический аппарат используется при синтезе математических моделей детерминированных процессов?

18.Какие системы относят к системам с распределенными параметрами?

19.Что такое сплошная среда?

20.Каким уравнением в частных производных моделируется процесс теплопереноса?

21.В чем состоит идея метода аналогий?

22.Экспериментально-статистический метод моделирования.

23.Модели каких процессов описываются дифференциальными уравнениями?

24.В чем заключается задача регрессионного анализа.

25.Какую величину называют случайной? Опишите основные типы случайных вели-

чин.

26.Что такое закон распределения случайной величины?

27.Виды регрессионных зависимостей.

28.Какая характеристика служит для оценки качества линейной модели? Какие она может принимать значения?

29.Суть метода наименьших квадратов.

30.Какая характеристика служит для оценки качества нелинейной модели? Какие она может принимать значения?

31.Что такое корреляция? Виды корреляции.

32.Как строится линия регрессии?

33.Методы построения гистограмм.

34.В чем заключается содержательный анализ остатков модели?

207

4. ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЙ РАЗДЕЛ Белорусский национальный технический университет

УТВЕРЖДАЮ

Ректор Белорусского национального

технического университета

________________ С. В. Харитончик

____________________

Регистрационный № УД-___________/уч.

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

Учебная программа учреждения образования по учебной дисциплине для специальности 6-05-0715-03 «Автомобили, тракторы, мобильные и технологические комплексы»,

профилизации «Колесные машины и специализированное транспортно-технологическое оборудование и системы», «Тракторы и мобильные комплексы», «Электрические и автономные транспортные средства»

2025

208

Учебная программа составлена на основе образовательного стандарта ОСВО 6-05-0715-03-2023 и учебных планов по специальности 6-05-0715-03 «Автомобили, тракторы, мобильные и технологические комплексы», профилизации «Колесные машины и специализированное транспортно-технологическое оборудование и системы», рег. № АТФ 14д-2/уч. утв. 31.03.2023г., «Тракторы и мобильные комплексы», рег. № АТФ 14д-3/уч. утв. 31.03.2023г. «Электрические и автономные транспортные средства», рег. № АТФ 14д-4/уч. утв. 31.03.2023г..

СОСТАВИТЕЛЬ:

А. С. Поварехо, доцент кафедры «Тракторы» Белорусского национального технического университета, кандидат технических наук, доцент;

РЕЦЕНЗЕНТЫ:

Д. С. Белабенко, начальник отдела расчетов и научного сопровождения проектов управления главного конструктора Минского завода колесных тягачей, кандидат технических наук;

С. В. Богданович, доцент кафедры. «Транспортные системы и технологии» Белорусского национального технического университета, кандидат технических наук, доцент

РЕКОМЕНДОВАНА К УТВЕРЖДЕНИЮ:

Кафедрой «Тракторы» Белорусского национального технического университета (протокол № ___ от ___ _________ 202_ г.)

Методической комиссией автотракторного факультета Белорусского национального технического университета (протокол № ____ от ___ _________ 202_ г.)

Научно-методическим советом Белорусского национального технического университета (протокол №____ секции № 1 от ____________ 2025 г.)

209

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Учебная программа «Математическое моделирование» разработана для специальности 6-05-0715-03 «Автомобили, тракторы, мобильные и технологические комплексы», профилизации: «Колесные машины и специализированное транспортно-технологическое оборудование и системы», «Тракторы и мобильные комплексы», «Электрические и автономные транспортные средства».

Проектирование надежных и экономичных транспортных и тяговых машин требует от инженера-конструктора применения современных методов расчета. Совершенствование методоврасчетазаключаетсявиспользованииобоснованныхрасчетныхсхемконструкций,уточнении наиболее опасных сочетаний нагрузочных режимов, выборе рациональных материалов для элементов проектируемых машин, использовании вычислительной техники и т. п.

Целью изучения дисциплины является освоение студентами общих вопросов теории моделирования, методов построения математических моделей и реального описания процессов, происходящих в системах, агрегатах и узлах транспортных и тяговых машин, методов анализа полученных математических моделей и их реализации с использованием современных математических методов и вычислительных средств.

В задачи курса входит знакомство студентов с основными понятиями моделирования, теоретическими положениями и экспериментальными данными, используемыми для построения математических моделей, изучение методик получения математических моделей для исследования рабочих процессов тракторов, колесных машин и специализированного транс- портно-технологического оборудования, средств электрического автономного транспорта,, статического и динамического расчета узлов и агрегатов систем мобильных машин различного функционального назначения. Большое внимание уделяется методам получения и анализа математических моделей, описывающих реальные процессы функционирования узлов и агрегатов тяговых и транспортных машин, численным методам реализации полученных моделей, оценке погрешностей при использовании численных методов и пр.

Учебная дисциплина «Математическое моделирование» базируется на знаниях, полученных при изучении таких дисциплин, как «Математика», «Информатика», «Физика», «Теоретическая механика», «Теория механизмов и машин».

Знания и умения, приобретенные в процессе изучения дисциплины «Математическое моделирование» позволяют студентам в дальнейшем на более высоком уровне воспринимать материал специальных дисциплин, как «Теория автоматических систем», «Теория электрических и автономных транспортных средств», «Теория трактора», «Теория системы «местность-машина», «Конструирование и расчет машин», «САПР колесных машин и специализированного транспортно-технологического оборудования», «САПР электрических и автономных транспортных средств», «САПР трактора и мобильных комплексов» и др.

В результате изучения дисциплины «Математическое моделирование» студент должен:

знать:

–методы построения и преобразования математических моделей;

–численные методы решения алгебраических и дифференциальных уравнений и систем;

–численные методы интегрирования и дифференцирования;

–основы теории колебаний и динамики машин;

–основы расчета вероятностных моделей;

–методы математического описания технических объектов;

уметь:

–составлять расчетные схемы (динамические модели) технических объектов и находить их параметры;

–выводить уравнения движения;

–использовать численные методы для решения технических задач;

210

–решать с помощью компьютера различные инженерные задачи, возникающие перед конструктором при проектировании и расчетах автомобиля;

–оценивать и анализировать полученные результаты.

иметь навык:

–применять методы получения математических моделей;

–пользоваться программными продуктами для реализации математических моделей и оформления результатов моделирования.

Освоение данной учебной дисциплины обеспечивает формирование следующих

компетенций:

–для профилизации «Тракторы и мобильные комплексы»: использовать методы построения математических моделей узлов и агрегатов тракторов и мобильных комплексов, применять численные методы для исследования математических моделей с использованием прикладных программ;

–для профилизации «Колесные машины и специализированное транспортнотехнологическое оборудование и системы»: использовать методы построения математических моделей узлов и агрегатов колесных машин и специализированного транспортно-технологи- ческого оборудования, применять численные методы для исследования математических моделей с использованием прикладных программ.

–для профилизации «Электрические и автономные транспортные средства»: использовать методы построения математических моделей узлов и агрегатов электрического и автономного транспорта, применять численные методы для исследования математических моделей с использованием прикладных программ.

Согласно учебным планам для очной (дневной) формы получения высшего образования на изучение учебной дисциплины отведено всего 168 часов, из них аудиторных – 102 часа. На выполнение курсовой работы отведено 40 часов самостоятельной работы.

Распределение аудиторных часов по курсам, семестрам и видам занятий приведено в таблице 1.

СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА

РАЗДЕЛ 1 ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ТЕОРИИ МОДЕЛИРОВАНИЯ

Тема 1.1 Понятия математического моделирования, классификация математических моделей, требования, предъявляемые

к математическим моделям

Предмет и задачи дисциплины «Математическое моделирование». Современный уровень и роль математического моделирования в процессе познавательной деятельности человека и научно-техническом прогрессе и его значение для повышения эффективности проектирования в области создания тяговых и транспортных машин.

Основные понятия моделирования. Понятие объекта, модели, моделирования. Примеры. Роль моделирования в процессе познавательной и практической деятельности человека. Формы представления математических моделей, правила соответствия между объектом и его математической моделью.

211

Классификация математических моделей: абстрактные и материальные, детерминированные и стохастические, структурные и функциональные, фундаментальные и прикладные. Область их применения.

Требования, предъявляемые к математическим моделям: универсальность, точность, адекватность, экономичность. Структура математических моделей, компоненты, параметры, переменные, функциональные зависимости, ограничения, целевые функции.

Тема 1.2 Технология моделирования. Основные этапы построения и реализации математических моделей

Определение целей и задач моделирования, определение объекта моделирования, его упрощение и детализация.

Составление содержательного описания, получение концептуальной модели. Идеализация реальных явлений, выдвижение гипотез,выбор параметров математической модели. Алгоритм функционирования объекта моделирования и описание его взаимодействия с окружающей средой.

Составление формального описания математической модели. Закономерности, действующие в области применения модели. Способы математической формулировки этих закономерностей, характер используемых законов (экспериментальный или теоретический). Формальный и концептуальный подходы при преобразовании формального описания в математическую модель. Выявление частных свойств модели, оценка возможных путей решения.

Разработка вычислительного алгоритма. Этапы создания программ, методы повышения быстродействия программ, меры предупреждения ошибок программирования. Документирование и сопровождение алгоритмов и программ.

Испытанияи эксплуатацияматематической модели.Заданиеисходнойинформациидля моделирования, верификация исходной модели, проверка адекватности, калибровка модели. Исследование существования и единственности решений, устойчивости и чувствительности, оценка необходимых ресурсов для реализации математической модели.

Методы преобразования и упрощения математических моделей: дискретизация, линеаризация, пренебрежение влиянием несущественных факторов, понижение пространственной размерности задачи,переходот динамическихмоделей к квазидинамическимили статическим и т. д.

Тема 1.3. Использование при моделировании типовых модулей динамических систем

Использование при математическом моделировании типовых элементов динамических систем: динамические и кинематические; реактивные, цепные и разветвляющие; упругие и жесткие. Типовые нелинейности характеристик звеньев динамических систем. Уравнения динамики типовых звеньев.

Тема 1.4 Анализ расчетных схем, их приведение и упрощение

Построение принципиальной схемы узла, агрегата, машины; установление конфигурации динамической системы; построение эквивалентной схемы рассматриваемого объекта; выбор системы отсчета; определение независимых координат и числа степеней свободы системы; составление уравнений связей; определение внешних воздействий на систему; выбор принципов соответствующих областей знаний для математического описания поведения системы.

Замена динамических систем с распределенными параметрами системами с дискретными параметрами. Приведение параметров системы для получения универсального математического описания.

Упрощения приведенных динамических систем. Метод парциальных частот.

212

РАЗДЕЛ 2 ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ РЕАЛИЗАЦИИ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ

Тема 2.1 Численное интегрирование и дифференцирование таблично заданных функций

Методы прямоугольников, метод Симпсона, метод трапеций. Численное интегрирование и дифференцирование средствами MATLAB.

Тема 2.2 Численное решение алгебраических и трансцендентных уравнений

Понятие алгебраических и трансцендентных уравнений. Методы прямого решения. Метод половинного деления, метод хорд, метод касательных. Итерационные методы. Метод простой итерации. Численное решение алгебраических и трансцендентных уравнений сред-

ствами MATLAB.

Тема 2.3 Численное решение систем линейных и нелинейных уравнений

Метод Гаусса, метод Зейделя. Численное решение систем линейных и нелинейных уравнений средствами MATLAB.

Тема 2.4 Численное решение обыкновенных дифференциальных уравнений и систем

Прямые методы решения дифференциальных уравнений и систем: метод Эйлера, исправленный метод Эйлера, модифицированный метод Эйлера, метод Рунге-Кутта 4-го порядка.

Методы прогноза и коррекции: метод Гира, метод Адамса.

Численное решение дифференциальных уравнений и систем средствами MATLAB.

Тема 2.5 Точность и качество численного решения

Точность, ошибки, погрешности, неполнота используемой модели, неточность входных параметров задачи, приближенный характер вычислительных методов, округление при арифметических операциях, взаимодействие погрешностей, качество численного решения.

Алгоритмическая погрешность. Управляемые и неуправляемые составляющие погрешности, целесообразная точность вычислений, декомпозиция алгоритма, погрешности численных методов, погрешность округления, взаимодействие составляющих алгоритмической погрешности, вычисления с повышенной точностью.

Основные приемы программной реализации математических моделей.

РАЗДЕЛ 3. ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

Тема 3.1 Понятие функционального моделирования на микро- и макроуровнях

Предпосылки разработки математических моделей на микроуровне. Дифференциальные уравнения теории поля, класс решаемых задач, граничные условия.

Предпосылки разработки математических моделей на макроуровне. Дифференциальные уравнения и начальные условия.

Предпосылки разработки математических моделей на метауровне. Основные задачи моделирования в теории управления.

Тема 3.2 Моделирование силовых установок транспортных средств

Основные характеристики силовых установок. Моделирование характеристик двигателей внутреннего сгорания: бензиновых двигателей и дизельных двигателей с различными

213

типами регуляторов для различных режимов работы (полная подача топлива, частичные режимы).

Моделирование характеристик тяговых электромашин. Моделирование выходных характеристик гидромашин.

Тема 3.3 Моделирование процесса трогания и разгона мобильных машин

Тягово-скоростные свойства машин. Оценочные показатели и нормы.

Расчетные схемы моделирования трогания и разгона, установившееся и неустановившееся движение, маневрирование.

Математические модели трогания и разгона транспортных средств.

Особенности математического моделирования трогания и разгона машин с гибридным типом привода.

Тема 3.4 Моделирование процесса торможения мобильных машин

Моделирование работы фрикционных узлов.

Оценочные показатели и нормы процесса торможения транспортных средств. Расчетные схемы торможения одиночных транспортных средств. Особенности состав-

ления расчетных схем сочлененных машин с полуприцепным и прицепным составом. Математическое моделирование процесса торможения, анализ выходных характери-

стик.

Тема 3.5 Моделирование плавности хода транспортных средств

Оценочные показатели нормы. Расчетные схемы. Системы с линейными и нелинейными характеристиками. Алгоритмы задания возмущающих воздействий в системе, моделирование случайного микропрофиля. Статистическая обработка результатов моделирования.

Расчетные схемы и математические модели механической подвески. Расчетные схемы и математические модели гидропневматической подвески.

Расчетные схемы и математические модели систем регулирования положения кузова транспортного средства.

Тема 3.6 Моделирование гидравлических и пневматических систем транспортных и тяговых машин

Оценочные показатели и нормативные требования, предъявляемые к гидравлическим и пневматическим системам.

Расчетные схемы, дифференциальные уравнения. Особенности моделирования систем подготовки сжатого воздуха, гидравлических и пневматических систем управления, исполнительных элементов гидравлических и пневматических систем, гидропневмосистем с элементами электроники.

ТРЕБОВАНИЯ К КУРСОВОЙ РАБОТЕ

Всоответствии с учебными планами на выполнение курсовой работы отведено всего 40 ч. самостоятельной работы.

Перечень тем курсовых работ рассматривается и утверждается ежегодно. на заседании кафедры.

Взадачу студента входит составить и реализовать на ЭВМ математическую модель, описывающую функционирование узлов, агрегатов или систем мобильной машины в соответствии с заданием.

Все задания имеют одинаковую сложность, структуру и выдаются студентам на специальном бланке, где указывается содержание и календарный график выполнения курсовой работы.

214

В курсовой работе должны быть отражены следующие вопросы:

–определены исходные предпосылки для построения математической модели;

–составлена расчетная схема узла, агрегата, системы или машины;

–подробно изложен порядок построения математической модели;

–приведена математическая модель с подробным описанием ее возможностей и ограничений;

–разработан алгоритм программной реализации и методов, используемых при моделировании;

–проведен анализ результатов расчетов.

Пояснительная записка к работе излагается на 20–30 страницах формата А4. Содержание пояснительной записки приведено в таблице 2 (*перечень вопросов, кото-

рые подлежат разработке на консультациях по курсовой работе).

Таблица 2

215

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКАЯ КАРТА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ очная (дневная) форма получения высшего образования