Введение
1. Анализ существующих конструкций и методов расчёта пневматических элементов 13
1.1. Основные конструктивные схемы пневмопружин [69, 75, 83] 13
1.2. Основные конструктивные схемы пневмоамортизаторов 22
1.3. Современные подходы к математическому моделированию пневматических элементов 35
1.3.1. Метод расчёта силовых характеристик пневматических элементов 35
1.3.2. Методы расчёта рабочего объёма и эффективной площади 39
1.3.3. Методы расчёта поршневых компрессоров [71, 91] 40
1.3.4. Методы описания процессов теплообмена [9, 81] 47
1.4. Выводы, постановка задач исследования 51
2. Политропная математическая модель пневматических амортизаторов при статических и динамических воздействиях 54
2.1. Общие положения механики сплошной среды 55
2.2. Понятие политропного процесса 57
2.3. Упрощающие допущения 58
2.4. Математическое моделирование процессов изменения параметров состояния пневмоамортизатора 60
2.4.1. Параметризация структуры пневмоамортизатора 61
2.4.2. Расчёт массы газа 62
2.4.3. Расчёт температуры газа 64
2.4.4. Расчёт давления газа 67
2.4.5. Расчёт энтропии газа 69
2.4.6. Полная система определяющих соотношений 71
2.5. Выводы 75
3. Анализ динамики нелинейных колебаний по политропной математической модели пневмоамортизатора 77
3.1. Исходные данные 78
3.2. Динамика пневмоамортизатора при гармоническом законе изменения рабочего объёма 80
3.3. Динамика одномассовой колебательной системы при кинематическом возмущении 103
3.4. Динамика затухающих свободных колебаний одномассовой системы амортизации с пневмоамортизатором 112
3.5. Условие существования установившегося режима работы 117
3.6. Функционал силовой характеристики пневмоамортизаторов с дискретной коммутацией объёмов при изотермическом режиме работы 118
3.6.1. Случай установившегося режима работы пневмоамортизатора 121
3.7. Выводы 123
4. Расширенная математическая модель пневматических амортизаторов при статических и динамических воздействиях 125
4.1. Описание тепловых процессов в пневмоамортизаторе 125
4.2. Упрощающие допущения 128
4.3. Математическое моделирование процессов изменения параметров состояния пневмоамортизатора
4.3.1. Параметризация структуры пневмоамортизатора 130
4.3.2. Математическое описание работы пневмоамортизатора с неизменной структурой 134
4.3.3. Математическое описание работы пневмоамортизатора при изменении структуры 137
4.3.4. Уравнения для энтропии газа 138
4.3.5. Полная система определяющих соотношений 140
4.3.6. Порядок проведения численных расчётов 144
4.4. Динамика нелинейных колебаний, расчёт и анализ 146
4.4.1. Исходные данные 146
4.4.2. Динамика затухающих свободных колебаний подрессоренной массы 149
4.4.3. Динамика пневмоамортизатора при гармоническом законе изменения рабочего объёма 154
4.4.4. Динамика одномассовой колебательной системы при кинематическом возмущении 171
4.4.5. Сравнительный анализ специфических особенностей расширенной математической модели, политропной математической модели и традиционного метода расчёта пневмоамортизаторов 186
4.5. Выводы 203
5. Разработка конструкции и инженерного метода расчёта пневмоамортизатора с воздушным демпфированием и системой принудительного охлаждения 207
5.1. Конструкция пневмоамортизатора с воздушным демпфированием и системой принудительного охлаждения 208
5.2. Коррекция полной системы определяющих соотношений и порядка расчётов пневматического амортизатора с системой принудительного охлаждения 211
5.3. Динамика пневмоамортизатора при жёстком режиме нагружения 212
5.4. Выводы 217
Основные результаты и общие выводы 218
Библиографический список
