Оглавление:

SolidWorks Motion. Исследование движения сборки

Для расчета движение компонента в SolidWorks Motion применяется полное кинематическое моделирование. Программу SolidWorks Motion можно использовать для вычисления сил в моделях с пружинами, демпферами, двигателями и фрикционными муфтами.

· Запускать исследование SolidWorks Motion для моделей с пружинами и двигателями.

· Создавать эпюры результатов.

· Дублировать исследование движения с помощью измененных параметров моделирования.

· Использовать результаты для изменения проекта модели.

Для запуска этого учебного пособия необходимо иметь программу SolidWorks Motion (доступна в SolidWorks Premium).

4.1. Открытие модели и исследования движения

1. Выберите Инструменты, Приложения.

2. Выберите SolidWorks Motion и нажмите ОК.

3. Загрузите файл примера сборки Valve_Cam.sldasm (файл находится в папке C:\Program Files\SolidWorks Corp\SolidWorks\samples\tutorial\motionstudies\).

В нижней левой части графической области отобразятся две вкладки. Вкладка с названием 1200 содержит исследование движения для данного учебного пособия. Можно запустить исследование движения с вкладки исследования движения, продублировать исследование движения или создать новое исследование движения.

Если вкладка 1200 не видна, выберите Вид, MotionManager.

4. Выберите вкладку 1200.

MotionManager отобразится под графической областью.

5. Выберите Анализ движения в списке Тип исследования.

4.2. Расчет движения

Можно рассчитать движение в сборке в зависимости от выбранного Вами типа исследования.

Нажмите Вычислить (панель инструментов MotionManager), чтобы запустить моделирование Motion Analysis.

4.3. Отображение контактирующих граней

После расчета движения можно создать эпюру результатов. Перед этим можно вращать модель для отображения точек контакта. Это упрощает процесс выбора контактирующих граней для создания эпюры сил, действующих на них.

1. Выберите Вращать вид и поверните модель для отображения контакта между стержнем кулачка и гранями шатуна.

3. Выберите Вращать вид еще раз, чтобы прекратить вращение модели.

4.4. Создание эпюры сил контакта в Исследовании движения

Можно выбрать точки контакта на модели и создать эпюры различных результатов моделирования движения. В данном учебном пособии Вы создадите эпюру сил контакта между стержнем кулачка и шатуном.

1. Выберите Результаты и эпюры (панель инструментов MotionManager).

Отобразится окно PropertyManager Результаты.

2. В окне PropertyManager Результаты выберите:

a. Силы в качестве Категории.

b. Сила контакта в поле Подкатегория.

c. Величина в поле Результирующий компонент.

3. Выберите контактирующие компоненты:

a. Нажмите в поле Выбор компонентов (PropertyManager Результаты):

b. Выберите грань на шатуне и грань на стержне кулачка, где происходит контакт (графическая область).

4. Нажмите .

В графической области отображается эпюра, и папка Результаты добавляется в дерево конструирования MotionManager.

Величина силы контакта между шатуном и стержнем кулачка (ньютон) на время (сек)

4.5. Дублирование исследования движения

Можно анализировать результаты увеличения скорости двигателя путем создания исследования движения, сходного с только что созданным, но с измененными параметрами моделирования.

1. Нажмите правой кнопкой мыши на вкладку 1200 в левой нижней части графического окна и выберите Дублировать.

2. Нажмите правой кнопкой мыши на вкладку нового Исследования движения и выберите Переименовать.

3. Присвойте новой вкладке имя 2000.

4.6. Изменение настроек двигателя

1. Если необходимо, переместите шкалу времени на отметку 0.0 секунд.

2. Нажмите правой кнопкой мыши на RotaryMotor2 (Вращающийся двигатель2) в дереве конструирования MotionManager и выберите параметр Редактировать элемент.

3. В окне Двигатель PropertyManager (Менеджера свойств) в разделе Движение измените скорость двигателя на 2000 об./мин..

4. Нажмите кнопку .

4.7. Повторный расчет движения и результатов

1. Выберите Увеличить вид (нижний правый угол MotionManager) несколько раз, чтобы увеличить вид временной шкалы.

2. Нажмите на кнопку Вычислить (панель инструментов MotionManager).

Моделирование рассчитывается для скорости двигателя 2000 об/мин.

3. Эпюра результата, созданная для исследования движения 1200, обновлена для дублирующего исследования.

Величина силы контакта между шатуном и стержнем кулачка (ньютон) на время (сек)

Если сила контакта за определенное время равняется нулю, эпюра сигнализирует, что пружина недостаточно крепка для поддержания более высокой скорости движения (об./мин.).

Во время исследования движения балансир теряет контакт с кулачковым валом.

Двигатель работает слишком быстро. Можно изменить пружину для контроля над двигателем.

Не закрывайте эпюру во время выполнения последующих шагов.

4.8. Изменение пружины

1. Нажмите правой кнопкой мыши на LinearSpring2 (Линейная пружина2) (дерево конструирования MotionManager) и выберите Редактировать элемент.

2. Измените Коэффициент упругости пружины на 10,00 Н/мм.

3. Нажмите .

4. Нажмите Вычислить .

5. Эпюра сил контакта автоматически обновляется.

Чтобы открыть эпюру после ее закрытия, разверните папку Результаты (дерево конструирования MotionManager), нажмите правой кнопкой мыши на эпюру и выберите Отобразить эпюру.

Величина силы контакта между шатуном и стержнем кулачка (ньютон) на время (сек)

По эпюре скорости и силы контакта можно определить, контактирует ли балансир с кулачковым валом.

Александр Малыгин

Объект обсуждения — программное обеспечение для выполнения автоматизированного конструкторского и технологического проектирования, разработки управляющих программ, вопросы, связанные с разработкой прикладных САПР.

Комментарий “ SolidWorks Motion. Исследование движения сборки ”

Есть настоятельная необходимость добавить вариант с пружиной кручения, Спасибо,

cadregion.ru

SolidWorks — программный комплекс САПР для автоматизации работ промышленного предприятия

Функционал: Учебный программный комплекс SolidWorks Education Edition для ВУЗов включает следующие модули:

  • SolidWorks — система автоматизированного проектирования, инженерного анализа и подготовки производства изделий любой сложности и назначения; решаемые задачи: гибридное параметрическое моделирование, проектирование деталей, сборок и изделий с учетом специфики изготовления (листовой материал, пресс-формы и штампы, сварные конструкции), экспресс-анализ (массово-инерционные характеристики, прочность и кинематика), импорт/экспорт геометрических моделей, API SDK, оформление чертежей по ЕСКД;
  • COSMOSWorks Advanced Professional: Расчет на прочность конструкций в линейном и нелинейном приближении. Линейные расчеты: расчет сборок, постановка и решение контактных задач; преемственность результатов расчетов COSMOSXpress; определение собственных форм и частот колебаний, расчет конструкции на устойчивость; тепловые расчеты. Нелинейные расчеты: учет нелинейных свойств материала, нелинейного нагружения, расчет нелинейных контактных задач; анализ усталостных напряжений и определение ресурса конструкций. Включает COSMOSWorks Optimization (оптимизация параметров модели).
  • COSMOSMotion: Комплексный динамический и кинематический анализ сложных механизмов, определение скоростей, ускорений и взаимных воздействий элементов системы. Учет трения, безусловный и условный контакт компонентов, демпферы, пружины, гравитация;
  • COSMOSFloWorks: Газо/гидродинамические и тепловые расчеты в среде SolidWorks, управление расчетной сеткой, использование различных физических моделей жидкостей, расчет компрессоров, параметрические расчеты;
  • SolidWorks Animator: создание трехмерной мультипликации (анимаций) на основе моделей SolidWorks;
  • SolidWorks PhotoWorks: создание фотореалистичных изображений проектируемых моделей;
  • SolidWorks Toolbox: Машиностроительные библиотеки стандартных изделий ГОСТ, DIN, ISO, ANSI и др., автоматическое размещение и подбор типоразмера крепежа «по месту», моделирование кулачков; проектировочные расчеты (балки, подшипники);
  • SolidWorks Routing: Проектирование трубопроводов с использованием стандартных элементов: фитинги, фланцы, проектирование гнутых трубопроводов и гибких шлангов, включает библиотеку стандартных изделий SWR-Трубопроводы по ГОСТ;
  • FeatureWorks — распознавание импортированной геометрии;
  • SolidWorks Utilities — поэлементное сравнение деталей;
  • eDrawings Professional — создание интерактивных моделей и чертежей в форматах EXE, HTML и STL; просмотр и вывод на печать 3D деталей, сборок и 2D чертежей SolidWorks и др. САПР; согласование документов; обмен данными между распределенными рабочими группами через Интернет;
  • 3D Instant Website — создание интерактивных 3D моделей для публикации в Интернет;

Техническое сопровождение: Проводится бесплатно и бессрочно для всех клиентов SolidWorks в России. Лицензии предоставляются в пожизненное пользование. Нет обязательств оплачивать ежегодное обновление. Нет штрафов за пропущенные года обновления. Поддержка оказывается вне зависимости от номера версии SolidWorks, имеющегося у ВУЗа. В результате нет опасности посадить учебное заведение «на иглу» постоянных денежных вливаний в поддержку учебного программного комплекса.

Русификация: Базовый пакет SW выпускается компанией SolidWorks Corp. полностью на русском языке (включая Help, справочную систему и встроенные электронные учебные пособия), что особенно важно для организации нормального учебного процесса в отечественных университетах.

Учебные пособия: Учебный программный комплекс SolidWorks Education Edition комплектуется учебником на русском языке (базовый курс SolidWorks), методическими пособиями для преподавателей, интерактивными руководствами и примерами лабораторных работ (все в электронном виде).

Обучение: Два преподавателя ВУЗа могут пройти бесплатное обучение и сертификацию в Московском учебном центре SolidWorks Russia или в компании Интерсед (г. Киев). Базовый курс по системе SolidWorks — 5 рабочих дней. Сдача экзаменов на сертификат проводится через 2 месяца после прохождения обучения.

Лицензирование: Предоставляются сетевые лицензии текущей версии SolidWorks в бессрочное пользование. В дальнейшем при необходимости и по желанию учебного заведения проводится платное обновление версий. Для установки сетевой лицензии необходимо, чтобы все компьютеры, где будет использоваться SolidWorks, были объединены в единую сеть.

SolidWorks на домашних компьютерах: При необходимости лицензии могут временно перемещаться на отдельные компьютеры, не привязанные к локальной сети учебного заведения. Это позволит студентам, аспирантам и преподавателям использовать легальное программное обеспечение в домашних условиях. Лицензии могут переноситься на персональные компьютеры на срок до 1 года. Например, ВУЗ приобретает и инсталлирует в локальной сети пакет SolidWorks Education Edition на 100 сетевых учебных мест. Далее 40 лицензий переносятся на персональные компьютеры студентов или преподавателей на 1 семестр. В результате, в локальной сети ВУЗа остается 60 учебных мест для работы в компьютерных классах. Через семестр лицензии на персональных машинах закрываются, при этом автоматически в локальной сети ВУЗа восстанавливается все 100 сетевых учебных мест. На следующий семестр эта процедура может быть повторена уже для следующего курса.

Дополнительные модули: В зависимости от задач учебного заведения в учебный программный комплекс могут быть включены модули :

pro-spo.ru

ТУСУР выпустил интерактивное пособие для инженеров-конструкторов

Практическое пособие для студентов, преподавателей и специалистов по проектированию печатных узлов радиоэлектронной аппаратуры разработал декан радиоконструкторского факультета ТУСУРа.

Учебное пособие Altium Designer. SolidWorks, автором которого выступил декан факультета Денис Витальевич Озёркин, – результат трёхлетней совместной работы с АО «НПЦ «Полюс»» в области подготовки востребованных кадров с актуальными знаниями и навыками.

С 2014 года ТУСУР участвует в конкурсе «Новые кадры оборонно-промышленного комплекса», направленного на тесные взаимоотношения трёх сторон: студентов, заключивших целевой договор с индустриальным партнёром, вуза, разрабатывающего специальные образовательные программы, непосредственно индустриального партнёра. В рамках этого конкурса радиоконструкторский факультет (РКФ) ТУСУРа осуществляет целевую подготовку кадров для предприятий оборонно-промышленного комплекса, в том числе для томского АО «НПЦ «Полюс»».

Книга Altium Designer. SolidWorks состоит из 40 заданий с подробной проработкой выполнения каждого из них. При переходе от упражнения к упражнению у учащегося выстраивается полное, логически завершённое представление о методах и способах разработки печатных узлов радиоэлектронной аппаратуры. Следует отметить, что учебное пособие интерактивное – для самостоятельной работы к книге прилагается компакт-диск, на котором размещены задания, подсказки, правильное решение, на случай если у студента будут затруднения с выполнением какого-либо задания.

Название учебного пособия отражает наименование систем автоматизированного проектирования, которые являются рабочим инструментом современного инженера-конструктора радиоэлектронной аппаратуры. Книга полностью охватывает цикл проектирования печатных узлов: разработку элементной базы, схемотехническое проектирование, топологическое проектирование. Рецензентами учебного пособия выступили генеральный директор АО «НПЦ «Полюс»» С. А. Русановский и ректор Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» В. М. Кутузов.

Денис Витальевич Озёркин

Наша задача – укрепить достигнутые позиции ТУСУРа как вуза для подготовки новых инженерных кадров для оборонно-промышленного комплекса страны. Для нас важно, чтобы предприятия ОПК получали высококвалифицированных молодых специалистов, которым не требуется долгий период адаптации на производстве. Издание пособия стало большим шагом к осуществлению этой цели.

Он добавил, что пособие пригодится и студентам, и преподавателям, и уже состоявшимся специалистам предприятий. На сегодняшний день книга Altium Designer. SolidWorks уже появилась в библиотеке ТУСУРа: она включена в список рекомендованной литературы для изучения по направлению подготовки «Конструирование и технология электронных средств».

tusur.ru

Использование САПР SolidWorks Motion для исследования плавности хода модульного транспортного средства

Филатов Владимир Викторович,студент, Московский АвтомобильноДорожный Государственный Технический Университет (МАДИ)

Использование САПР SolidWorks Motion для исследования плавности хода транспортного средства

Аннотация. Встатье дается описание принципа модульности конструкции наземного транспортного средства. Рассмотрен способисследования плавности хода семейства автобусов перспективной модульной конструкции, описана методика создания математической твердотельной модели транспортного средства средствами САПР «SolidWorksMotion» и решения задачи по оптимизации параметров плавности хода.

Ключевые слова: принцип модульности, плавность хода, САПР, SolidWorksMotion.

Введение. Целью данной научноисследовательской работы является изучение параметров плавности хода автобуса модульной конструкции. Принцип такой конструкции крайне актуален, так как его реализация способна решить следующие задачи: оптимизация производственного процесса транспортного средства, уменьшение издержек при производстве узлов и агрегатов, универсальность транспортного средства, повышение ремонтопригодности и упрощение утилизации.Результатом научной деятельности являетсяисследование плавности хода математических моделей модульных прототипов автобусов, разработанных на основе современных образцов, а так же классификаторы автобусной техники. Данное исследование может быть использовано при принятии конструкторских решений при проектировании подвески и ходовой части перспективных автобусов модульной конструкции. Научноисследовательская работа предполагает два крупных этапа: анализ и синтез. На этапе анализа раскрывается сущность применения принципа модульности на различных этапах создания транспортного средства, приводятся в пример существующие образцы, а так же методика разработки математической модели транспортного средства и моделирование его движения по трассе с препятствиями различной конфигурации. В результате сбора информации о современных образцах автобусной техники, используемой в городских условиях, формируются классификаторы, из которых выводятся исходные данные для построения математических моделей.На этапе синтеза создаются три твердотельные параметризованные математические модели двухосного, трехосного и трехосного сочлененного автобусов соответственно. Затем, варьируя различные геометрические, массовые параметры модели и параметры подвески (коэффициент жесткости упругого элемента, коэффициент сопротивления демпфирующего элемента, параметры геометрии направляющего элемента и т.д.) можно сделать вывод о качестве подвески данного семейства автобусов.

Принцип модульности.Главным преимуществом модульной компоновки является возможность создать транспортное средство в зависимости от его назначения, устанавливая на унифицированную раму группу модулей. Модули могут нести различную функциональную нагрузку, например, силовые модули, грузовые модули (платформы для транспортировки грузов), транспортные модули, модули управления (Рис. 1). Таким образом, спроектировав унифицированную ходовую часть для установки модулей, мыполучаем возможность создания целого семейства транспортных средств различного класса, назначения в зависимости от компоновки, построенного на единых взаимозаменяемых узлах и агрегатах. В настоящее время принцип широко применяется в мировом автомобилестроении.В качестве примера приведем концерн VolkswagenGroup, инженеры которого разработали универсальную модульную платформу MQB(Рис. 2) в 2011 году. Архитектура этой платформы основана на принципе изменяемых и унифицированных габаритных размеров.Рис.1. Вариант иерархического построения конструкции модульного грузового транспортного средства

Изменяемыми являются расстояние от педали газа до переднего моста, унифицированными размерами размеры колесной базы, свесов, колеи и колес. Состыковывая модули различных размеров, на базе одной платформы можно собрать автомобили различного класса и типа. Сближение конструкции двигателей и унификация их расположения позволили добиться полной взаимозаменяемости различных моторнотрансмиссионных установок. На базе этой платформы создано множество моделей концерна, таких, как Volkswagen Polo, Beetle, Golf, Jetta, Scirocco, Passat, Tiguan, Audi A3, Skoda Octavia, Seat Leon.В Советском Союзе в конце 80х годов велись разработки прототипов магистральных тягачей нового поколения. Самым примечательным среди них был проект генерального конструктора «ОАО МАЗ» Михаила Степановича Высоцкого (10.02.1928 25.02.2013) МАЗ 2000 «Перестройка» (Рис. 3).

Рис.2 Модульная платформа MQB

В передней части автомобиля располагался блок, состоящий из двигателя, коробки передач, переднего ведущего моста с подвеской и рулевого управления. Задняя же часть могла собираться из независимых модулей. Таким образом, имелась возможность изменения длины и грузоподъемности магистрального автопоезда путём добавления нескольких грузовых блоков. К сожалению, прототип в серию не пошел, но идея осталась, актуальность ее применения в современном процессе создания транспортных средств высока.

Рис.3. Фото прототипа МАЗ 2000 «Перестройка» (экземпляр №1)

САПР SolidWorks Motion.SolidWorks Motion (COSMOSMotion) модуль, позволяющий проводить кинематическое и динамическое исследование математических моделей различного уровня сложности. В данной работе исследуется кинематика и динамика транспортного средства (автобуса). Целью SolidWorks Motion является анализ движения механизмов. Данный функциональный модуль имитирует движение расчетной модели, базируясь на созданной 3D сборке. Добавление использует уровни «Движение сборки» и «Физическое моделирование», являющиеся базовыми для конфигурации SolidWorks Standard. После проведения расчета формируются эпюры перемещений, скоростей, ускорений и прочих параметров каждой из точек 3Dмодели.Операции преобразования 3D сборки в расчетную модель:•Основная часть расчетной модели создается в SolidWorks Standard. Соединения Motion представляют собой сопряжения в SolidWorks.•В дополнение к сопряжениям можно задать коэффициенты трения и параметры взаимодействия «трущихся» деталей.•Сопряжения (применительно к анализу) могут быть заменены податливыми втулками, обладающими заданной жесткостью и демпфирующими свойствами. •В интерфейсе сопряжений SolidWorks также определяются грани, воспринимающие усилия, с целью последующего использования результатов динамического анализа в Simulation.•Модуль Motion допускает расчет на модели, в которой отсутствует твердотельная информация. В этом случае используются компоновочные эскизы, созданные в контексте сборки. Для выполнения динамического анализа соответствующим блокам должны быть присвоены массовоинерционные характеристики.

Рис.4. Математическая модель движения транспортного средства по неровностям в SolidWorks Motion

Условия, определяющие движение:

•Возможность создания виртуальных пружин и демпферов, в общемслучае, нелинейных. Возможность придания пружине вязкостных свойств.•Пространственные контакты, характеризующиеся демпфирующими свойствами и жесткостью контакта.•Задание действующих сил, моментов, приложенных к объектам сборки, подчиняющихся математическому закону пользователя.•Возможность учитывания гравитационной силы.•Пространственный контакт в вычислительной процедуре может быть интерпретирован как контакт между реальными объектами модели или как взаимодействие их упрощенных моделей, полученных триангуляцией.•Алгоритм идентифицирует кинематическипереопределенные модели и автоматически корректирует соединения.•Все вычисления выполняются в зависимости от реального времени.

Управление вычислительным процессом:

•В модуле SolidWorks Motion имеются три вычислительных процедуры, интегрирующие уравнения движения. Пользователь может выбрать процедуру в зависимости от особенностей задачи.•В процессе решения может осуществляться визуализация движения модели.

Обработка результатов исследования:

•Данные по кинематическим и динамическим характеристикам (перемещение, скорость, ускорение, сила, момент) системы в численном, табличном, графическом виде для соединений, пружин и демпферов, а также характерных точек модели.•Анимация результатов средствами SolidWorks Animator.•Создание траекторий характерных точек моделей и сохранение их в качестве кривых SolidWorks.•Передача результатов динамического анализа сил в сопряжениях и инерционных нагрузок в модуль SolidWorks Simulation.

Методика проведения исследования движения математической модели транспортного средства.

Рассмотрим методику проведения исследования движения на примере математической модели переднеприводного автомобиля 4х2.Первым этапом исследования является построение 3D сборки транспортного средства (Рис. 5).

Рис.5. Твердотельная 3Dмодель багги (4х2)

Исследуемый тип подвески –рычажная независимая (Рис. 6). Данная модель состоит из 17 элементов.Были спроектированы детали: колесо, рычаг подвески верхний, рычаг подвески нижний, ступицы колес (левая и правая), несущий кузов. Каждой детали присвоена соответствующая масса. Далее детали объединялись в сборку, накладывались соответствующие сопряжения. Вторым этапом является проектирование трассы. Создается деталь, представляющая собой трассу с препятствиями различной конфигурации (Рис. 7). В данном случае,модель содержит два препятствия, условно названные, как «Выступы» и «Подъемспуск». При испытании математической модели автобусов используются искусственные неровности типа «Лежачий полицейский», спроектированные в соответствии с ГОСТ Р 526052006.

Рис.6. Конструкция подвески рассматриваемой модели

На третьем этапе трасса и автомобиль объединяются в сборку, задаются соответствующие сопряжения. С помощью добавления SolidWorks Motion создаем исследование. Движение –прямолинейное, равномерное. Тип исследования –анализ движения. Задается симуляция 3D контакта каждого из колес автомобиля и дороги соответствующей командой SolidWorks Motion. Скольжением пренебрегаем, установив значение коэффициента трения в положение «Липкий» в параметрах 3Dконтакта. Теперьнеобходимо задать упругие, демпфирующие элементы и двигатели.

Рис.7. Общий вид испытательной трассы

Для этого, на панели инструментов выбираем соответствующие элементы и устанавливаем на модель.На четвертом этапе задаем точку на уровне головы водителя, где необходимо замерить вертикальные перемещения, скорости и ускорения для оценки перегрузки водителя во время преодоления препятствий. Запускаем расчет. Во вкладке «Результаты» можно отобразить необходимые эпюры в заданной точке и сделать вывод о плавности хода модели. Вертикальные ускорения в точке, соответствующей головеводителя, при заданной скорости движения должны быть меньше 1,0 g. Если условие выполняется, то плавность хода удовлетворительна.

Рис. 8. Въезд на препятствие «выступы»

По данным графиков (Рис. 9) можно судить об эффективности работы систем подрессоривания и, путем варьирования характеристик направляющих, упругих и демпфирующих элементов, а также положения центра тяжести, и геометрических характеристик самой модели (база, колея, передний и задний свесы) добиться оптимального результата по плавности хода модели.

Рис. 9. Эпюры вертикального перемещения, скорости и ускорения в исследуемой точке (уровень головы водителя)

Математическая модель дорожного полотна с искусственной неровностью.

Моделирование геометрии искусственной неровности (рис. 10) осуществлялось в соответствии с ГОСТ Р 52605–2006. Информация о геометрических характеристиках «лежачего полицейского» указана в приложении данной работы. Ширина дорожного полотна 3 метра, длина 10 м. 3D контакт колес и дорожного полотна «абсолютно липкий» (отсутствует скольжение колес при движении).

Рис. 10. Модель искусственной неровности.

Математическая модель заднего и переднего мостов в сборе.

В качестве прототипа моделирования была выбрана зависимая автобусная пневмобалонная подвеска автобуса Scania (Рис. 11), потому что такая конструкция нашла широкое применение среди низкопольных современных автобусов.

Рис. 11. Пневматическая зависимая подвеска Scania.

Рис. 12. Передний мост.

Пневмоподвески широко применяются на городских и междугородных автобусах, причем спереди пневмоэлементы являются составной частью как зависимых, так и независимых по кинематикеподвесок.Пневмоподвеска легче рессорной, обеспечивает более высокую плавность хода и дает возможность регулировать расстояние от пола кузова до поверхности дороги. Это особенно важно для грузовых автомобилей, где необходимо облегчить процесс погрузкиразгрузки автомобиля у пандусов, складских помещений и т. п. Пневматическая подвеска автобусов обеспечивает постоянство уровня пола вне зависимости от количества пассажиров, что увеличивает комфорт и безопасность при их посадке и высадке. Конструкция пневматических подвесок некоторых автобусов дает возможность дополнительно понижать уровень пола на остановках.

Рис. 13. Задний мост.

Различают два типа пневматических упругих элементов:

с переменной эффективной площадью, зависящей от перемещения опорных фланцев элемента (обычно резинокордные);

поршневого типа, у которых в процессе деформации эффективная площадь остается постоянной.

Наибольшее распространение получили резинокордные двойные пневмобаллоны. Такой баллон устанавливается между опорными фланцами (пластинами) подвески и крепится к ним с помощью винтов, при этом буртики оболочки зажимаются между фланцами, герметизируя внутреннюю полость. Кольцо ограничивает радиальное расширение, обеспечивает правильное складывание оболочек при сжатии, способствует повышению несущей способности и износостойкости баллона.Собственная частота колебаний при увеличении статической нагрузки несколько уменьшается, тем медленнее, чем выше давление газа, а потому плавность хода пустого и наполненного людьми автобуса неможет быть одинаковой.Долговечность баллонов определяется не только их собственной конструкцией и качеством полиамидных материалов и резины, но также и конструкцией направляющего аппарата подвески. Его кинематика должна быть такой, чтобы баллоны работалитолько на сжатие. Число слоев корда (обычно это нейлон и капрон) равно двум четырем. Внутренний слой резины должен быть не только воздухонепроницаемым, но и маслостойким. Внешний слой должен сопротивляться воздействию лучей солнца, озона, бензина для него применяют неопрен. Таким образом пневмобаллон состоит из нескольких слоев прорезиненной кордной ткани (каркас) с внутренним герметизирующим и внешним защитным слоями.Пневматический упругий элемент целесообразно применять в двух случаях: когда подрессоренная масса при загрузке автомобиля меняется в широких пределах (задние подвески грузовых автомобилей, в том числе седельных магистральных тягачей, автобусов, прицепов), или когда к плавности хода предъявляются особые требования, для выполнения которых необходимо регулирование характеристики подвесок. В этом случае параллельно пневмобаллонам часто устанавливают дополнительные пневморезервуары, обеспечивающие более пологую характеристику упругого элемента.

Рис. 14. Характеристика пневматического упругого элемента.

На графике (Рис. 14) приведены характеристики различных пневмоэлементов. По мере сжатия простого баллона растет не только давление воздуха в нем, но и его эффективная площадь, поэтому жесткость подвески увеличивается (кривая 1) При дополнительных резервуарах подвеска на двухсекционных баллонах обеспечивает частоту колебаний подрессоренных масс не более 80 мин1(кривая 2). Трехсекционные баллоны позволяют снизить эту частоту еще на 10 –15%.Стремление уменьшить габариты упругого элемента, собственную частоту колебаний и емкость дополнительных резервуаров привело к развитию конструкций с пневмоэлементами рукавного и диафрагменного типа (кривая 3).

Математические модели прямолинейного движения двухосного, трехосного, трехосного сочлененного автобусов с зависимой подвеской.

Рассмотрим прямолинейное движение математических моделей двухосного, трехосного и трехосного сочлененного автобусов. Исследование проводится в среде добавления SolidWorks V13 Motion. Допустим вертикальные и продольноугловыеколебания машин. Остальными видами колебаний пренебрегаем.

Рис. 11. Математическая модель двухосного автобуса.

Геометрические и массовые параметры моделей двухосного, трехосного и трехосного сочлененного автобусов взяты из сводной таблицы,которая была составлена после создания классификатора современных образцов автобусов. Были взяты средние значения геометрических и массовых параметров автобусов, как исходные данные. Рассмотрим критический случай нагружения автобусов, когда его масса равна максимально допустимой. Приведем массы трансмиссии, силовой установки и ходовой части к раме автобуса. Масса корпуса автобуса равна полной массе за вычетом массы приведенной рамы. Массы рам соответственно для двухосного, трехосного и трехосного сочлененного автобусов равны: 10000 кг, 14593 кг, 9500 (5600) кг. Массы корпусов соответственно: 6730 кг, 8500 кг и 7500 (4500) кг. Массы задаются через пункт «массовые характеристики детали» пользователем. Положение центра тяжести определяется в зависимости от геометрии. Рис. 16. Математическая модель трехосного автобуса.

конструкции. Заданные массы по умолчанию можно варьировать в процессе исследования для получения оптимальной характеристики работы подвески при различных режимах. Заданы упругие и демпфирующие элементы.Характеристика упругого элемента нелинейная (пневмобаллон).

Рис. 17. Математическая модель трехосного сочлененного автобуса.

Характеристика демпфирующего элемента линейная (гидравлический амортизатор). Двигатель установлен на колеса задней оси, колеса вращаются с частотой 800 об/мин, что приблизительно соответствует скорости в 40 км/ч.Математические модели двухосного, трехосного и трехосного сочлененного автобусов представлены на рис. 15,16,17 соответственно. Сочленение сцепленного автобуса выполняется в виде шарнира с одной вращательной степенью свободы. Оно представлено на рис. 18.

Рис. 18. Шарнирное соединение трехосного сочлененного автобуса.

Дифференциальные уравнения колебаний двухосного автобуса при наезде на единичную неровность.Рассмотрим колебания в диапазоне 01520 Гц. Упрощенная пространственная расчетная схема показана на рис. 19.

Рис.19. Расчетная схема колебаний двухосного автобуса с зависимой передней и задней подвесками

Принятые допущения:1. Кузов автомобиля –твердое тело, пренебрегаем деформацией рамы на кручение и изгиб.2. Центр тяжести кузова находится в продольной плоскости и движется так, что проекция его скорости на плоскость Н остается постоянной.3. Отсутствует влияние продольных и поперечных реакций дороги на колебания масс автомобиля.4. Оси мостов движутся в плоскостях, перпендикулярных плоскости рамы, траектории центров масс мостов –прямые.5. Моменты инерции мостов относительно осей вращения колес равны нулю.6. Неуравновешенность и гироскопические моменты вращающихся масс трансмиссии и двигателя равны нулю.7. Колебания масс автомобиля малы.8. Контакт шин с дорогой точечный.

Дифференциальные уравнения составим для главной подвижной системы координат с помощью уравнений Лагранжа второго рода:

Положение автомобиля определяется обобщенными координатами Zc–расстояние от плоскости Н до центров колес (колеса передний оси имеют индекс 1, задней –2, левой и правой колеи –л и п)иуглом α (угол продольного крена). После серии преобразований, представленных в [1], получим систему дифференциальных уравнений в общем случае:

Здесь Fij–силы со стороны подвесок, Nij–нормальные реакции дороги, Ixx1, Ixx2 –моменты инерции мостов, М1, М2 –массы мостов, Мп –подрессоренная масса.Так как, лежачий полицейский имеет равную высоту по всей ширине, то Z1л = Z1п и Z2л = Z2п. Система уравнений сводится к 5 уравнениям. В SolidWorksMotionдатчики ускорений устанавливаются в центре тяжести и над передним и задним мостами. Затем показатели плавности ходасравниваютсяс предельно допустимыми по стандартам ISO, VDIили норм № 110273.

Разработанные модели прямолинейного движениядвухосного, трехосного и трехосного сочлененного автобусов, а так жеметод осуществления математического моделирования средствами SolidWorksMotionпозволяют решать задачи оптимизации параметров плавности хода перспективного семейства автобусов модульной конструкциис унифицированными узлами подвески. Так же модели дают наглядное представление о работе подвески при наезде на препятствие при различных скоростях движения, позволяют судить о влиянии распределения масс при различной загрузке автобуса (полный, пустой, частично нагруженный). Результатом исследования являются графики перемещений, скоростей, ускорений исследуемыхточек автобуса (центр тяжести, место водителя и т.д.). Для этого, необходимо задать конкретные параметры и запустить расчет.Таким образом, задача представляет собой серию проведенных исследований движения моделей.Результаты работы могут быть использованы при проектировании новых ТС с модульной компоновкой.

Математические модели, созданные в САПР SolidWorks, можно использовать в учебном процессе, как наглядное представление работы подвески ТС при движении на участке с неровностями. В данной статье стоит упомянуть о том, что существуют специализированные САПР, (например, «Эйлер»), функциональная база которых позволяет решать данную и подобные задачи моделирования движения автотранспортного средства гораздо быстрее и удобнее, что позволит получить более точный результат.

Список литературы1. Динамика системы дорогашинаавтомобильводитель. Под ред. А.А. Хачатурова. М., «Машиностроение», 19762. Моделирование приборов, систем и производственных процессов [Учебное пособие] / Яблочников Е. И., Куликов Д. Д., Молочник В. И.; –СПб: СПбГУИТМО, 2008. –156 с.3. Моделирование и инженерный анализ в интегрированной среде SolidWorks/COSMOSWoks / В. В. Князьков, Р. Е. Алексеева, Э. М. Фазлулин // Автомобилеи тракторостроение в России: приоритеты развития и подготовка кадров, междунар. конф. ААИ МГТУ «МАМИ», 2728 марта 2012 г. –М., 2012. –С. 60 –66.4. Каталог САПР. Программы и производители / Латышев П. Н.–Москва: СолонПресс, 2006. –608с. (Серия–Системы проектирования).5. 3Dмоделирование в AutoCAD, КОМПАС3D, SolidWorks, Inventor, TFlex / Большаков В, Бочков А., Сергеев А. –СанктПетербург: Питер, 2010. –336 (Учебный курс).6. Теория движения МГ и КМ: учеб. Для вузов/ Павлов В.В., КувшиновВ.В. –Чебоксары. Издание: ООО«Чебоксарскаятипография№1», 2011. –424 с.: ил.

V. FilatovCAD SolidWorks Motion use for research motion smoothness of the vehicleAbstract. In the article the description of the principle of a modularity of a vehicle design is given. Theresearch method of motion smoothness ofbuses of a perspective modular design is considered, the technique of creation of mathematical solidstate model of the vehicle is described by means of CAD»SolidWorks Motion» and the solution of a task on optimization of parameters of motion smoothness. Keywords: principle of a modularity, motion smoothness, CAD, SolidWorks Motion.

e-koncept.ru

Это интересно:

  • Штраф в россии за езду без страховки Штраф за отсутствие страховки ОСАГО при управлении ТС Наличие полиса ОСАГО является обязательным условием для использования водителем автомобиля, при этом проверять его инспекторы ГИБДД могут наряду с другими обязательными […]
  • Ткс по налогам Электронный документооборот: готовы на все сто! Беседу провела Екатерина Валуева, эксперт по финансовому законодательству Сдавать отчетность по телекоммуникационным каналам связи и проще, и удобней. Большинство компаний уже перешли […]
  • Закон україни про держслужбу Закон україни про держслужбу О. Кривецький, голов. ред. НЮБ НБУВ Новий Закон України «Про державну службу» Сучасна демократична держава не може існувати без ефективного функціонування органів виконавчої влади. Від безперервної та […]
  • Штрафы гибдд узнать задолженность владикавказ Гибдд владикавказ GMT+0600 Добрый База данных гибдд красноярского края онлайн 23Sep2013 GMT+0600 автомобилю "ВАЗ21063" под управлением односельчанина Гибдд владикавказ 1951 г.р. Соответствующую страницу на официальном сайте […]
  • Материнский капитал за 3 ребёнка в 2018 году изменения свежие новости Правила получения материнского капитала за третьего ребенка С рождением третьего малыша материальный аспект – настоящее испытание для семейного бюджета. Так что финансовая поддержка от государства всегда кстати. Программа […]
  • Техникумы правила приема Как поступить в колледж после 9 класса После 9 класса перед каждым школьником встает выбор: продолжить обучение в школе либо же отправиться в колледж. Большинство долго сомневается в принятии решения, поскольку оно напрямую […]