Введение к работе
Аюліі.п.ііосі і- Управляемость и усіойчивосгь автомобиля - важные свонсіна по многом определяющие его активную безопасность. Традиционный подход к разработке автомобиля с хорошей управляемостью выглядит сле.'цющим образом. Конструкторы, используя ранее накопленный опыт и компьютерные модели, разрабатывают прототип нового автомобиля, уровень показателей управляемости и устойчивости которого на этом этапе может быть определен весьма приблизительно. Затем предполагается значительный объем экспериментальных исследований, нацеленных на доводку свойств разработанного прототипа. Такая доводка представляет собой смещение акцентов управляемости и устойчивости в сторону требовании, предъявляемых техническим заданием, и базируется на результатах объективных измерений и субъективных (экспертных) оценок, выставляемых группой инженеров испытателен, причем эффективность подобной экспертизы во многом зависит от их опыта и мастерства.
Вследствие такого подхода разработка нового автомобиля представляет собой дорогостоящий и. что не менее важно, длительный процесс, что приводит к необходимости поиска путей, позволяющие добиться в этом направлении существенной экономии как временных, так и материальных затрат. Разработчикам необходим «инструмент», который, базируясь на объективных показателях управляемости и устойчивости автомобиля, позволил бы уже на стадии проектирования закладывать в его конструкцию желаемый уровень рассматриваемых свойств и тем самым ускорил процесс проектирования (или доводки) за счет уменьшения объема доводочных испытаний. Это особенно актуально в современных условиях рыночной экономики, когда остро стоит проблема сокращения затрат на разработку новых моделей при одновременном повышении качества проектирования.
Одним из эффективных путей решения данной проблемы является использование при разработке новых моделей методов многокритериального оптимального проектирования, основанных на математическом моделировании управляемого движения автомобиля. На сегодняшний день существует значительное число работ посвященных оптимальному проектированию применительно к управляемости и устойчивости автомобиля, однако, они не содержат общего универсального подхода, а связаны, в основном, с оценкой влияния отдельных узлов и систем автомобиля (рулевое управление, подвеска, шины и т.д.) на рассматриваемые свойства и их последующей доводкой. Используемые в работах оптимизационные методы, как правило, ориентированы на однокритерпальный подход, либо используют интегральные критерии качества, пре.тсіап.іяюпше собой uv.v
критериев, значимость которых определяется весовыми коэффициентами, уровни значимості которых, как правило, назначаются па основе субъективных оценок.
Автомобиль, собранный из «автономно-оптимальных» систем и агрегатов, как правило обладает некоторым резервом по реализации потенциальных возможностей выбранны) конструктивных схем. Поэтому разработка эффективной проектной технологии для иолученш высокого уровня показателей управляемости и устойчивости автомобиля на стадш проектирования является актуальной задачей.
Цс^ь работы: Разработка проектной технологии для получения заданного уровш показателен управляемости и устойчивости автомобиля с использованием методої комплексной многокритериальной оптимизации.
Методы исследования. В основу исследований положены методы математическом моделирования движения автомобиля и функционирования его агрегатов и систем, численные методы математического анализа, методы решения однокритериальных и многокритериальных задач условной и безусловной оптимизации, а также методы планирования и обработки результатов эксперимента.
Объект нсследопання - легковые автомобили малого класса.
Научная попита работы заключается в следующем:
-
Разработана расчетная методика проведения двухэтапной комплексно? многокритериальной оптимизации автомобиля по показателям управляемости и устойчивости.
-
Разработана математическая модель автомобиля, позволяющая рассматривать ка* установившиеся, так и неустановившиеся режимы движения, в которой основные агрегаты влияющие на управляемость и устойчивость, представлены в виде систем передаточны* функций.
-
Разработана методика, позволяющая формировать наборы критериев оптимальности, дай решения конкретных оптимизационных задач.
-
Разработана серия алгоритмов для определения оценочных показателей (критериев] управляемости и устойчивости автомобиля по параметрам его движения.
-
Разработан общий алгоритм определения потребного числа варьируемых параметров и исходных границ их вариации.
-
Определен вклад отдельных агрегатов в общую картину управляемости и устойчивости автомобиля, эффекты от их взаимодействия, а также степень влияния отдельных варьируемых параметров на показатели управляемости и устойчивости.
7. Установлены корреляционные зависимости между рабочими характеристиками агрегатом и систем автомобиля и инструментальными оценками управляемости и устойчивости.
Практическая ценность. Разработана методика, позволяющая па стад їй проектирования закладывать в конструкцию автомобиля требуемый уровень ііоказагслл'і управляемости и устойчивости, которая может быть использована автомобильными заводами при проектировании новых моделей легковых автомобилей и при доводке существуют IX образцов. Разработанные модели, алгоритмы и методики реализованы в виде прикладного программного обеспечения для ПЭВМ которое может быть использовано для постановки и решения задач многокритериальной двухэтапной оптимизации для перспективных легковых автомобилей, с учетом параметрических, функциональных и критериальных ограничений. Выполнены оптимизационные расчеты и сформулированы рекомендации по совершенствованию конструкции перспективной модели легкового автомобиля ВАЗ.
Реализация работы. Разработанная в результате работы методика многокритериальной оптимизации конструкции автомобиля по показателям управляемости и устойчивости и реализованный на ее основе пакет прикладных программ для ЭВМ переданы в опытною эксплуатацию в НТЦ АО «АвтоВАЗ».
Апробация работы. Диссертационная работа рассмотрена и одобрена на заседании кафедры «Автомобили» Московского Государственного Технического Университета «МАМИ». Основные положения диссертации докладывались на 7 научно-технических конференциях, в том числе на международном конгрессе FISITA «Второй век автомобиля», в г. Париже 27 сентября - 1 октября, 1998г.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 19 печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, основных результатов и выводов. Работа в целом содержит 145 страниц машинописного текста, 52 рисунка, 43 таблицы, список использованной литературы из 160 наименований.
