Введение
Глава 1. Состояние вопроса по методам исследования кинематических и динамических параметров машин. Постановка задачи исследования 17
1.1 Способы представления уравнений движения системы тел 18
1.2 Учет деформируемости тел 20
1.3 Компьютерные системы моделирования движения систем тел 22
1.4 Динамические модели транспортных средств 24
1.5 Выводы, основные задачи исследования 27
Глава 2. Формирование уравнений движения конструкций машин с кинематическими связями 29
2.1.Построение уравнений движения систем тел объединением уравнений отдельных тел 29
2.2. Уравнения движения твердого тела 32
2.3. Уравнения движения упругого тела 33
2.4. Составление уравнений движения систем тел 37
2.5. Силы от упруго-демпфирующих элементов 38
2.6. Принципы составления уравнений связей кинематических пар 40
2.6.1. Уравнения связей в системе координат одного
из сопрягаемых тел 41
2.6.2. Уравнения связей в неподвижной системе координат 43
2.6.3. Уравнения связей с подвижными точками 44
2.6.4. Уравнения связей зубчатых зацеплений
2.7. Алгоритмы численного интегрирования уравнений движения системы тел 48
2.8. Упругие кинематические пары 50
2.9. Сборка, определение начального положения 51
2.10. Расчет собственных частот з
2.11. Уравнения связей для задания траекторий движения точек тел 54
2.12. Выводы по главе 5
Глава 3. Формирование уравнений движения машин с учетом контуров управления и приводов 56
3.1. Составление уравнений контуров управления методом блок-схем 57
3.2 Составление уравнений контуров управления методом переменных состояния 62
3.3 Моделирование специальных взаимодействий 66
3.4. Выводы по главе 68
Глава 4. Система компьютерного моделирования динамики и кинематики машин 69
4.1. Компьютерная реализация формирования и решения уравнений движения систем тел с контурами управления 70
4.2. Описание модели и интерфейс пользователя 81
4.3. Решение уравнений модели 100
4.4 Обработка и вывод результатов 105
4.5. Выводы по главе 108
Глава 5. Исследование численных алгоритмов решения уравнений движения машин 109
5.1 Выбор метода численного интегрирования 109
5.2. Особенности решения линейной алгебраической задачи 112
5.3. Зависимость быстродействия метода от размерности модели 113
5.4. Анализ схем интегрирования 117
5.5. Анализ быстродействия и точности от частоты триангуляции матрицы системы 127
5.6. Сборка и точность решения от погрешности определения начального положения 130 5.7. Быстродействие в зависимости от структуры расчетной схемы 135
5.8. Статически неопределимые расчетные схемы 138
5.9. Специальные кинематические пары 1 5.10. Податливые кинематические пары 148
5.11. Задание траекторий движения точек тел 149
5.12. Интегрирование кинематических уравнений Эйлера 150
5.13. Вывода по главе 151
Глава 6. Применение разработанных методов для решения задач кинематики и динамики машин 152
6.1. Динамика экипажа локомотива 152
6.1.1. Особенности представления уравнений движения 153
6.1.2. Модель качения колесной пары по рельсу 155
6.1.3. Моделирование криволинейных участков пути 157
6.1.4. Построение и исследование динамических моделей экипажа локомотива различных структурных схем при движении в прямых 163
6.1.5. Исследование динамических моделей экипажа локомотива при движении в кривых 176
6.2. Продольно угловые колебания гусеничного трактора 181
6.2.1. Продольно угловые колебания трактора при движении по неровностям профиля 182
6.2.2. Анализ способов уменьшения угловых колебаний гусеничного трактора 191
6.3. Моделирование динамики и кинематики грузового спортивного автомобиля 199
6.3.1. Плавность хода и подбор характеристик амортизаторов 199
6.3.2. Исследование влияния массы и моментов инерции мостов на вибрацию и устойчивость спортивного
автомобиля 203
6.3.3. Расчетно-экспериментальная доводка кинематики направляющего аппарата подвески 207
6.4. Внедорожный автомобиль УАЗ 3160 213
6.4.1. Динамическая модель УАЗ 3160 213
6.4.2. Расчет колебаний автомобиля на случайном профиле и выбор параметров амортизаторов 214
6.5. Грузовой автомобиль ЗИЛ 133 217
6.6. Исследование вибраций транспортера на подвеске 223
6.7. Карданный привод насоса пожарной машины 233
6.8. Легковой автомобиль ВАЗ 2123 2
6.8.1. Исследование плавности хода автомобиля ВАЗ 2123 на твердотельной модели от дорожного воздействия 239
6.8.2. Расчет вибронагруженности автомобиля ВАЗ 2123 с учетом упругости кузова и системы выпуска отработанных газов
6.8.2.1. Расчет собственных частот кузова и системы выпуска отработанных газов 247
6.8.2.2. Схема и параметры подвески системы
выпуска отработанных газов 249
6.8.2.3. Вибрация системы выхлопа 250
6.8.2.4. Вибрация упругого кузова 252
6.8.3. Расчетная оценка динамического состояния элементов подвески автомобиля при маневрах на дороге 257
6.8.3.1. Разгон и торможение 259
6.8.3.2. Поворот 266
6.9. Исследование вибронагруженности автомобиля ЗИЛ
6.9.1. Сравнение с экспериментальными данными 274
6.9.2. Анализ установки фургона на виброизоляторах 283
6.9.3. Анализ вибронагруженности вариантов крыши фургона 287
6.10. Легковой автомобиль повышенной комфортности 291
6.10.1. Статические характеристики подвески 292
6.10.2. Кинематические характеристики подвески при торможении и разгоне 294
6.10.3. Кинематические характеристики подвески,
связанные с управляемостью и устойчивостью 296
6.10.4. Динамические характеристики управляемости и устойчивости автомобиля 299
6.11. Вибрация дизель-генератора 308
6.11.1. Расчет собственных частот агрегата 310
6.11.2. Анализ источников возбуждения вибраций 314
6.11.3. Вибрация рамы агрегата при работе дизель-генератора 316
6.12. Активная подвеска автомобиля 325
6.12.1. Моделирование движения автомобиля с активной подвеской 329
6.12.2. Нестационарное движение автомобиля с управляемой подвеской 331
6.13. Исследование виброизолирующих характеристик гидроопоры 340
6.13.1. Динамические характеристики эквивалентной линейной системы 340
6.13.2. Модель гидроопоры с учетом динамики жидкости 344
6.13.3. Моделирование гидроопоры в составе системы виброзащиты 348
Выводы по главе 351
Глава 7. Обсуждение результатов применения разработанных методов и пути интенсификации внедрения в процесс проектирования 352
7.1. Место комплексных моделей машин в иерархии расчетных методов САПР 352
7.2. Требования к комплексным компьютерным моделям машин 355
7.3. Обоснование новых областей использования комплексных моделей машин 3 7.3.1. Справочно-информационные системы 3 59
7.3.2. Мобильные диагностические системы 359
7.3.3. Технологии виртуального проектирования 360
7.3.4. Создание новых классов управляемых машин 360
7.4. Выводы по главе 361
Глава 8. Синтез параметров управляемого движения многозвенных механических систем методом обратной задачи 362
8.1. Определение параметров управляемого движения 362
8.2. Общая схема управления при использовании метода обратной задачи 366
8.3. Определение программного движения механических систем произвольной структуры 368
8.4. Нахождение теоретических управляемых координат системы 373
8.4.1. Разработка динамической модели мускульного движителя 373
8.5. Реакции связей и силы в приводах от программного движения 377
8.6. Коррекция программного движения и теоретических реакций в опорах 379
8.7. Статически неустойчивые режимы движения шагающего аппарата 380
8.8. Выводы по главе 387
Общие выводы 388
Заключение 391
Литература
