ВЕДЕНИЕ……………………………………………………………….........…............6
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ........14
1.1 Тенденции развития автогрейдеров...……………………………................14
1.2 Анализ санитарных требований к динамическим воздействиям
на человека-оператора землеройно-транспортной машины………..................15
1.3 Методы вибрационной защиты человека-оператора…………..............…..18
1.4 Анализ математических моделей микрорельефа……..............…………....22
1.5 Анализ предшествующих исследований по снижению
динамических воздействий на человека-оператора............................................28
1.6 Анализ упругих элементов, используемых в подвесках сидений
человека-оператора …………………………………………………...................32
1.7 Способ формирования нелинейной статической силовой характеристики
сиденья человека-оператора с участком квазинулевой жесткости....................37
1.8 Цели и задачи исследования………………………………….................…...42
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ………………..….................................44
2.1 Методология системного анализа как методология
научного исследования …………………………………………….…................44
2.2 Методика теоретических исследований…………………………................45
2.2.1 Выбор и обоснование систем координат……………………....................46
2.2.2 Математическое описание автогрейдера методом
однородных координат…………...…………………………...............................50
2.3 Методика экспериментальных исследований……………………...............59
2.4 Структура работы …………………………………………………................60
Выводы по второй главе………………………………….......…….....................62
ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СЛОЖНОЙ ДИНАМИЧЕСКОЙ
СИСТЕМЫ «МИКРОРЕЛЬЕФ – БАЗОВАЯ МАШИНА – КАБИНА –
ВИБРОЗАЩИТНАЯ СИСТЕМА СИДЕНЬЯ ЧЕЛОВЕКА-ОПЕРАТОРА»….........63
3.1 Обоснование критерия эффективности……………………..........................63
3
3.2 Обоснование динамических воздействий……………………......................64
3.2.1 Кинематическое возбуждение виброзащитной системы
сиденья человека-оператора………………………………….....……................65
3.2.2 Математическая модель случайных воздействий……………..................66
3.3 Математическая модель автогрейдера…………………………...................67
3.4 Математическая модель виброзащитной системы сиденья
человека-оператора с нелинейной статической силовой характеристикой
с участком квазинулевой жесткости …………....................................................79
3.5 Математическая модель сложной динамической системы
«микрорельеф – базовая машина – кабина – виброзащитная система
сиденья человека-оператора»………...………….....………………...................86
Выводы по третьей главе…...……………………………………........................89
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ.........................92
4.1 Исследование геометрических параметров виброзащитной
системы сиденья человека-оператора. Условия
квазинулевой жесткости....................................................................................... 93
4.2 Исследование cтатических силовых характеристик
и демпфирующих свойств виброзащитных систем............................................95
4.2.1 Сравнительный анализ серийно выпускаемой виброзащитной
системы и системы с участком квазинулевой жесткости при
ступенчатых и синусоидальных воздействиях....................................................95
4.2.2 Влияние ширины и угла наклона среднего участка
нелинейной статической силовой характеристики с участком
квазинулевой жесткости сиденья человека-оператора
на виброускорение...............................................................................................101
4.2.3 Исследование нелинейности статической силовой характеристики......109
4.3 Исследование динамических характеристик сложной
динамической системы «микрорельеф – базовая машина –
кабина – виброзащитная система сиденья человека-оператора»
на имитационной модели рабочего процесса....................................................114
4
4.4 Исследование динамических характеристик сложной
динамической системы «микрорельеф – базовая машина –
кабина – виброзащитная система сиденья человека-оператора»
с использованием аналитической модели..........................................................118
4.5 Методика оптимизации основных параметров виброзащитной
системы сиденья автогрейдера с нелинейной статической
силовой характеристикой с участком квазинулевой жесткости......................127
Выводы по четвертой главе……...……….......………………………...............135
ГЛАВА 5. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.
ИНЖЕНЕРНЫЕ РАЗРАБОТКИ.................................................................................138
5.1 Экспериментальные исследования базовой модели автогрейдера............138
5.1.1 Определение коэффициента сопротивления подвески серийного
сиденья по декременту затухания колебаний....................................................140
5.1.2 Измерение вибрации в местах крепления датчиков при
ступенчатом и стохастическом воздействиях на элементы
ходового оборудования.......................................................................................143
5.2 Подтверждение адекватности математических моделей...........................145
5.2.1 Подтверждение адекватности математической модели
методом активного эксперимента......................................................................145
5.2.2 Подтверждение адекватности математической модели
сравнением коэффициентов передачи динамических воздействий
при ступенчатом и стохастических воздействиях.............................................147
5.3 Инженерные разработки сидений с нелинейной статической
силовой характеристикой с участком квазинулевой жесткости......................150
Выводы по пятой главе………………………………............…………..…......155
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ…………………….....................….......157
СПИСОК АББРЕВИАТУР…………………….........……………………….............160
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ…………………………..………………….....................161
5
ПРИЛОЖЕНИЯ...........................................................................................................187
Приложение А. Статистические свойства микрорельефа
типовых поверхностей грунта............................................................................188
Приложение Б. Анализ предшествующих исследований.
Известные конструкций сидений человека-оператора.....................................190
Приложение В. Уравнения кинематики автогрейдера.....................................198
Приложение Г. Технические характеристики оборудования,
используемого при экспериментальных исследованиях..................................202
Приложение Д. Патенты и свидетельства о государственной
регистрации программ для ЭВМ........................................................................205
Приложение Е. Расчет социального и экономического эффекта от
внедрения предложенной конструкции сиденья...............................................214
Приложение Ж. Акты внедрения инженерной методики
оптимизации основных параметров виброзащитной системы с
квазинулевой статической характеристикой сиденья мобильной машины....218
