Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Анализ проблем разработки методов математического моделирования динамических процессов движения колесных транспортных средств повышенной проходимости для мобильных РЛС 12
1.1. Современное состояние методов математического моделирования 12
1.2. Сравнительный анализ основных характеристик математического моделирования процессов движения колесных транспортных средств 18
Глава 2. Разработка математической модели взаимодействия транспортного средства для мобильных РЛС с деформируемыми грунтами 30
2.1. Построение математической модели деформации грунта 30
2.2. Исследование связей между механическими и физическими параметрами сложных грунтов 47
2.3. Математическая модель деформации шин 53
Глава 3. Разработка математической модели динамического взаимодействия транспортного средства с грунтом 56
3.1. Особенности влияния динамики движения на показатели взаимодействия колеса с грунтом 56
3.2. Динамическая схема трансмиссии транспортных средств повышенной проходимости 57
3.3. Расчетные формулы для определения динамических показателей взаимодействия колеса с деформируемым грунтом 77
Глава 4. Экспериментальные исследования результатов математического моделирования взаимодействия колесного транспортного средствас грунтом 80
4.1. Структура и методы экспериментальных исследований 80
4.2. Методика и технология проведения эксперимента 86
4.3. Разработка экспериментальной аппаратуры для проведения измерений 91
4.4. Обработка результатов 99
4.5. Определение характеристик грунта в полевых условиях 109
Основные выводы 110
Список литературы
- Сравнительный анализ основных характеристик математического моделирования процессов движения колесных транспортных средств
- Исследование связей между механическими и физическими параметрами сложных грунтов
- Динамическая схема трансмиссии транспортных средств повышенной проходимости
- Методика и технология проведения эксперимента
Введение к работе
Актуальность темы - Создание надежных колесных транспортных средств повышенной проходимости безусловно является исключительно важной проблемой в обеспечении мобильности РЛС.
Решение этой проблемы сопряжено с целым рядом сложных конструкторских и технологических задач, эффективно решить которые без применения методов математического моделирования и численных методов практически невозможно.
Разработка и применение математических и информационных моделей для решения задач повышения качества и надежности колесных транспортных средств, при движении по деформируемым грунтам, при этом, обусловлена как чисто научными целями расширения теоретических представлений о динамических процессах движения транспортных средств по деформируемым грунтам, так и практическими целями создания надежных транспортных средств для современных РЛС, способных обеспечивать высокую мобильность их перемещения на новые позиции, приспособленных к сложным условиям эксплуатации.
Безусловным требованием к современным РЛС обнаружения, является их мобильность. Они должны быть рассчитаны на движение своим ходом по различным дорогам. На их свертывание и развертывание отводится от 5 до 15 минут. Поэтому при разработке РЛС выдвигаются жесткие требования на ограничение массы и габаритов. Решаться эта задача должна без ухудшения основных параметров по дальности, точности, зоне обзора, темпу обзора и т.д.
Это напрямую связано и с внедрением новой техники и технологии в промышленности.
Разработка математических моделей позволяет резко повысить качество разработок динамических узлов транспортных средств и сократить сроки проектирования и освоения новой техники.
Математическое моделирование последнее время стало неотъемлемой частью исследования и разработки сложных технических систем, сложного
технологического оборудования, к которым с полным основанием могут быть отнесены специальные транспортные средства повышенной проходимости.
Казалось бы, исследование реальных динамических систем, просто сводится к общим проблемам изучения математических моделей, совершенствование и развитие которых определяется анализом экспериментальных и теоретических результатов при их сопоставлении, однако все обстоит гораздо сложнее.
Сложность задачи моделирования транспортных средств повышенной проходимости обусловлена не только сложностью динамических систем колесных машин, но и сложностью их взаимодействия с деформируемыми грунтами которые обладают большой неоднородностью, сложностью структуры и по разному влияют на эксплуатационную динамическую ситуацию движения средств.
Сложные и многообразные задачи математического моделирования колесных транспортных средств включают в себя:
разработку методов формализации как процессов динамики узлов конструкций, так и динамических процессов движения;
разработку математических и информационных моделей образцов и динамики их движения;
разработку методов и алгоритмов процессов машинного проектирования;
разработку эффективных алгоритмов, позволяющих уменьшить затраты труда и времени на экспериментальную диагностику и испытание техники;
разработку программного обеспечения и экспериментальную проверку предлагаемых математических и информационных моделей и т.п.
В настоящее время широкое распространение получили различные методы математического моделирования, использующие аппарат дифференциальных уравнений, в том числе уравнений математической
физики, методы теории игр и теории автоматов, методов математической статистики и теории вероятностей.
Математическая модель, как известно [3,6], описывает некоторую совокупность процессов, сопутствующих работе (функционированию или поведению) системы и проявляющихся в виде изменения состояний или режимов этой системы; соответственно режим можно определить как состояние системы, определяющееся множеством различных процессов и зависящее, как от собственных параметров системы, так и параметров возмущающих воздействий.
Различают установившиеся и переходные режимы системы.
Установившиеся режимы системы - это процессы, которые возникают в трансмиссии колесных транспортных средств и в пятне контакта колеса с грунтом при условии их постоянства во времени. Соответственно -переходные режимы системы - это процессы, которые могут меняться во времени.
Изменения данного состояния или режима системы, происходящие и во времени и в пространстве, характеризуются некоторыми показателями, которые называются текущими переменными или обобщенными координатами. При этом под процессом понимается закономерное последовательное изменение относительно самостоятельной группы параметров режима, называемой параметрами процесса. Совокупность процессов реализуется в системе, со- стоящей из элементов и характеризуемой параметрами системы (параметрами элементов системы и параметрами связей между ними).
Необходимо особо подчеркнуть, что при исследовании механических явлений, с чем мы сталкиваемся в случае проектирования транспортных средств, параметрами процессов являются силы, скорости, ускорения, а параметрами_системы — массы тел, коэффициенты трения, вязкости жидкостей и т. п.
Первоначально, в процессе создания, модель выполняет преимущественно отображающие функции — отражает общую
конструктивно - технологическую идею или определенную часть свойств оригинала. Далее, при проведении исследований, модель преимущественно реализует функции, имеющие в некотором смысле прогностический характер—функции "предсказания", по результатам моделирования особенностей поведения оригинала в ситуациях иньк, нежели те, на основании которых строилась модель. При этом сведения, полученные посредством моделирования, объективно представляют собой сведения о свойствах самой модели, которая в этом смысле является самостоятельным объектом исследования.
Эти сведения далее должны быть «перенесены» на оригинал с целью предсказания его свойств или характеристик на основе определенных правил перехода от параметров, характеризующих модель, к параметрам, характеризующим оригинал, т. е. правил установления взаимнооднозначного соответствия между оригиналом и моделью.
При разработке таких правил и способов их реализации, понятия оригинала и модели рассматриваются в органическом единстве; это и обусловливает необходимость конкретизации понятия "модели" в соотнесении с адекватной физической реализацией — "оригиналом".
Современная теория колесных транспортных средств рассматривает их движение, как по дорогам с твердым покрытием, так и по деформируемым грунтам, когда кинематические и силовые параметры, характеризующие движение транспортного средства, изменяются незначительно. При этом, за пределами рассмотрения остаются такие режимы, как движение автомобиля в режиме экстренного торможения с блокировкой колес, когда нарушается кинематика движения колес (юк=0) и всего автомобиля, вследствие значительного колебания в продольном направлении и перераспределения масс автомобиля, движение автомобиля с отрывом колес от дороги, движение автомобиля через "импульсные" или пороговые неровности, когда динамические нагрузки на колеса и агрегаты автомобиля значительно превышают допустимые, движение автомобиля на повороте со значительным креном и т.п.
Объектом исследования является проблема надежности колесных транспортных средств повышенной проходимости при сложных физических динамических процессах прохождения колесных транспортных средств, при равномерном движении и при трогании с места по грунтам с различной несущей способностью.
Предметом исследования является решение задач повышения надежности и мобильности колесных транспортных средств повышенной проходимости на которых базируются мобильные РЛС, на основе разработки методов математического моделирования, создание методик и организации экспериментальных исследований динамических процессов движения транспортных средств по грунтам с различной несущей способностью.
Цель диссертации: Целью настоящей работы является повышение эффективности и сокращение сроков проектирования колесных транспортных средств повышенной проходимости для мобильных РЛС, повышение их качества и надежности, на основе исследования и разработки методов моделирования процессов динамики движения полноприводных колесных транспортных средств по деформируемым грунтам, разработки алгоритма и программных средств для практического применения на этапе машинного проектирования.
Задачи исследования: Для достижения поставленной цели были решены следующие основные задачи:
проведен анализ динамических процессов движения транспортных средств по деформируемым грунтам;
проведены исследования физико - механических свойств и структуры грунтов и особенности их взаимодействия с транспортными средствами;
созданы экспериментальные стенды и технологии проведения экспериментальных исследований динамической системы "транспортное средство - поверхность грунта";
созданы расчетные методики, алгоритмы и пакеты прикладных программных средств.
Методы исследований. Общей методической основой выполнения исследований являются методы системного анализа. В процессе исследований были использованы фундаментальные положения теории надежности, теории математического и имитационного моделирования, исследования динамических систем, методы экспериментального моделирования. Для решения поставленных в диссертационной работе задач использовались численные методы вычислительной математики.
Научная новизна. К новым результатам, полученным в ходе проведенных исследований относятся следующие:
предложен метод комбинированного математического моделирования колебаний, позволяющих учитывать динамические процессы в пятне контакта при равномерном движении автомобиля 4x4 и при трогании с места по грунтам с различной несущей способностью, в комбинации с методами экспериментального моделирования;
разработана методика оптимального распределения мощности по мостам транспортного средства 4x4;
разработана методика, организация и технология проведения экспериментов для проверки результатов моделирования динамических процессов в системе "транспортное средство - поверхность грунта";
созданы расчетные методики и оригинальные пакеты прикладных программ.
Практическая значимость работы заключается в том, что на основе предложенных в диссертации методов комбинированного математического моделирования разработан алгоритм и комплекс программного обеспечения
для машинного проектирования колесных транспортных средств мобильных РЛС. Результаты исследований широко используются при проектировании мобильных радиолокационных станций скомпонованных на транспортных средствах повышенной проходимости. Результаты разработок внедрены в серийное производство мобильных РЛС всевысотного обнаружителя (ВВО) - 96Л6 и опробованы при полигонных испытаниях и эксплуатации мобильных РЛС.
Положения, выносимые на защиту:
Комбинированная математическая модель динамических процессов движения транспортных средств повышенной проходимости для мобильных РЛС по деформируемым грунтам.
Результаты экспериментальных исследований физико - механических свойств и структуры грунтов и особенности их взаимодействия с транспортными средствами.
Экспериментальные стенды и технология проведения экспериментальных исследований динамической системы "транспортные средство - поверхность грунта";
Расчетные методики, алгоритмы и пакеты прикладных программных средств.
Апробация работы. Результаты работы рассмотрены на ряде отраслевых конференций, в том числе на Всероссийской научно-технической конференции "Актуальные проблемы трибологии" (г. Нижний Новгород, 2002г.), на 2-й Всероссийской научно - практической конференции "Управление качеством" (г. Москва 2003 г.), на 3-й Всероссийской научно - технической конференции ИАМП-2002 (г. Бийск, 2002г.), на научно - технической конференции "Природообустройство сельскохозяйственной территории" (г. Москва, 2004г.) и т.д.
По материалам диссертации опубликовано 6 научных трудов.
Реализация и внедрение результатов работы. Результаты диссертации внедрены в разработках мобильных радиолокационных станций по программам создания средств РЛС, проводимыми ОАО НПО "ЛЭМЗ". Результаты разработок внедрены в серийное производство и эксплуатацию.
Сравнительный анализ основных характеристик математического моделирования процессов движения колесных транспортных средств
Мобильность, малые времена развертывания и свертывания являются одними из основных требований к современным РЛС.
Безусловным требованием к современным РЛС обнаружения является их мобильность. Они должны быть рассчитаны на движение своим ходом по различным дорогам. На их свертывание и развертывание отводится от 5 до 15 минут. Поэтому при разработке РЛС выдвигаются жесткие требования на ограничение массы и габаритов. Решаться эта задача должна без ухудшения основных параметров по дальности, точности, зоне обзора, темпу обзора и т.д.
Поэтому вопрос применения эффективных колесных транспортных средств для мобильных РЛС и анализ их движения по сложным грунтам, характерным для маневрирования на пересеченной местности при смене позиций являются исключительно важной задачей при проектировании современных мобильных РЛС.
Смена позиций осуществляется в целях: вывода дивизионов в районы интенсивных полетов авиации; вывода из-под ожидаемого удара авиации противника; повышения скрытности смены позиции и т.п.
Наиболее широкое распространение маневры зенитно - ракетных дивизионов, в которые входят РЛС, получили в первый период боевых действий во Вьетнаме, протекавших в условиях большого превосходства американской авиации. В это время ведению боя из "засад" придавалось основное значение. За счет широкого применения маневра с частой сменой позиции ЗРВ стремились прикрыть как можно больше объектов страны и нанести противнику наибольшие потери. Умение своевременно и быстро менять стартовые позиции (СП) имело решающее значение в сохранении боевой техники.
Количество маршей составляло в среднем 4-6 в месяц, средняя протяженность маршрутов движения 30-60 км. Маневр совершался только в темное время суток вначале единой колонной, а впоследствии по частям, небольшими группами в составе 5-6 единиц техники, с интервалами по времени между группами до одного часа. Это снижало уязвимость дивизиона и не допускало скопления техники при преодолении водных преград и других дорожных препятствий. Средняя скорость передвижения колонн по дорогам составляло 10-15 км/ч.
Развертыванию дивизиона предшествовала тщательная рекогносцировка местоположения новой СП и подъездных дорог к ней. На развертывание (свертывание) дивизиона затрачивалось, как правило, не более 3 часов. При развертывании дивизиона главное внимание уделялось обеспечению минимальных сроков приведения комплекса в боевую готовность и тщательной маскировке.
Опыт Югославии показал, что первую очередь поражаются стационарные ПУ, ППД войск, особенно формирований ПВО, хранилища с боевой техникой и склады МТС.
Высокий уровень мобильности, способность действовать на большую глубину и эффективно поражать практически любые типы объектов обеспечили средствам воздушного нападения возможность решать не только тактические, но и оперативные и даже стратегические задачи.
Группировка ПВО Югославии к началу конфликта имела на вооружении: - радиолокаторы и ЗРК советского производства С-75М "Двина" (8 дивизионов); - С-125 "Нева-М1 А" (15 дивизионов), которые разработаны в 50-е - 60-е гг.; - мобильные ЗРК "Квадрат" (экспортный вариант ЗРК "Куб") (от 16 до 22 батарей). Как раз "Квадраты", благодаря своей высокой мобильности, были самой большой угрозой авиации НАТО; - 15 полков зенитной артиллерии; несколько ЗРК 9К37М1 "Бук-1М" и 9МЗЗО/9К331 "Тор/Тор-МГ" [58].
За 78 дней вооруженной агрессии Североатлантический альянс задействовал против СРЮ 1200 самолетов, совершивших 35 тыс. самолёто вылетов. Было нанесено 2300 воздушных ударов по 995 гражданским и военным объектам. Выпущено более 1000 крылатых ракет, сброшено около 3000 бомб. По информации Пентагона, использовано 23 тыс. бомб и ракет [58].
Части ПВО армии СРЮ использовали тактику, разработанную советскими зенитчиками. Она заключается в постоянном маневре ЗРК с выходом на огневые позиции к моменту, когда налет противника наиболее вероятен. Этот прием, оправдавший себя даже в пустынной местности (Египет 1967-1973 гг.), был еще более эффективен на горно-лесистой территории Югославии.
Использование нестандартных тактических приемов и высокой мобильности системы ПВО СРЮ позволило уничтожить часть нападавшей авиации и крылатых ракет НАТО, сохранить основной боевой потенциал сил и средств ПВО СРЮ. Характерной особенностью стало то, что практически все сбитые самолетьї НАТО записали на свой счёт не ВВС, а ЗРВиЗАСРЮ.
Согласно заявлениям представителей командования НАТО в результате ракетно-бомбовых ударов выведено из строя до 30 процентов мобильных РЛС, что подтвердило их относительную живучесть.
По двум дивизионам, наиболее активно маневрирующим на протяжении всей кампании, не было нанесено ни одного авиаудара.
Исходя из условий ведения боевых действий дивизионами и полками ЗРВ, маневр может осуществляться в двух вариантах: по замыслу боевых действий или же по обстановке с учетом характера действий воздушного противника. Разделение этих вариантов носит, конечно, условный характер, ибо реально они фактически применялись в совокупности (часть дивизиона маневрирует по заранее составленному плану: например, вывод в "засады", а часть дивизиона выводится из-под удара и, возможно, даже в ходе боевых действий).
Исследование связей между механическими и физическими параметрами сложных грунтов
В принятую математическую модель деформации грунта, входят механические параметры грунта: модуль деформации Е, угол внутреннего трения фо, внутреннее сцепление в грунте Со, толщина мягкого слоя Я/. Обобщенные статистические данные по этим параметрам приведены в таблице 4. Статистические значения параметров грунтовых поверхностей, характеризующих их деформируемость и сцепные свойства
Как видно, данные имеют исключительно большой разброс значений по всем параметрам. Статистическая обработка этих данных, определение законов распределения, отсутствуют, что затрудняет их практическое использование.
Значительно больше накоплено данных по физическим параметрам грунтов: плотности у, влажности W, типу (механическому составу) [30].
В [15] установлено, что распределение влажности в большинстве случаев подчиняется нормальному закону.
Данные по физическим параметрам грунта (почвы) накапливаются в результате систематического их измерения на метеостанциях.
Плотность скелета почвогрунтов на сельскохозяйственных полях в диапазоне 0,9-1,4 г/см3. Толщина мягкого слоя в пределах 0,15-1м, среднее значение 0,4 м.
Из известных методов определения связи механических параметров с физическими заслуживает внимания метод, предложенный [90]. Методом аппроксимации в [90] выведены зависимости механических параметров грунтов от физических: коэффициента пористости е , степени влажности Jw для несвязных грунтов и показателя консистенции JL для связных: Значение J і определялось в зависимости от W, WL И Wp (WL И Wp характерные влажности) и типа грунта, значение г - по уравнению: с_(Ут-Ус) Ус где: ут - плотность твердых частиц; ус - плотность скелета грунта. Величины ЄМАХ И ут изменяются в небольших пределах: ЄМАХ«0,8 для песков и ЄМАХЙМ Для связных грунтов; ут=2,65 г/м для песков, Уг=2,685 г/м3 для супесей, ут=2,7 г/м3 для суглинков, ут = 2,75 г/м3 для глин.
Плотность скелета грунта определяется по его плотности и влажности: Таким образом, зная тип связных и несвязных грунтов, их влажность и плотность, можно определить все механические параметры грунта, необходимые для оценки проходимости автомобилей.
На основании физических процессов деформации грунтов, математическая модель должна учитывать: 1) две составляющие деформации грунта: уплотнение и сдвиги; 2) зависимость деформации от площади и формы контакта колеса с грунтом; 3) влияние на нормальную деформацию грунта направления сум марной силы, приложенной к колесу; 4) зависимость величины деформации от толщины мягкого грунта; 5) влияние скорости качения колеса (динамического нагружения); 6) базироваться на независимые параметры грунта, по которым накапливаются статистические материалы.
Математическая модель должна позволять рассчитывать глубину колеи, сопротивление качению, буксование, уплотнение почвогрунта, проводить расчеты с учетом действия колебательных нагрузок на колесо.
Сложность поставленной задачи заключается в большом числе предложенных методов оценки деформируемости грунта, отличающихся подходом, применяемыми исходными параметрами, трудоемкостью получаемых расчетных методов с одной стороны и возможностью учета большого числа факторов, влияющих на деформируемость грунта, с другой стороны.
Следует учитывать, что чрезмерное усложнение расчетных методов для более глубокого отражения процессов, происходящих при сложном нагружении грунта, характерном для воздействия колес, приводит к увеличению необходимых исходных параметров, определяемых экспериментально, и часто не оправдывается при практическом применении из-за отсутствия исходных данных и сложности расчетов.
Применение чрезмерно упрощенных методов не дает возможности учесть влияние на деформируемость грунта перечисленных выше факторов.
Из большого числа известных математических моделей в наибольшей мере перечисленные условия вьшолняются применением в качестве базовой математической модели, разработанной Я.С. Агейкиным [2].
Динамическая схема трансмиссии транспортных средств повышенной проходимости
В момент начала движения автомобиля на дороге с разными сцепными свойствами под передней и задней осями в общем случае возможны три режима работы трансмиссии автомобиля: - автомобиль стоит на месте, колеса не вращаются; автомобиль стоит на месте, вращаются колеса оси, находящейся на грунте со слабыми сцепными свойствами (приведенные ниже вариант 1 и вариант 2 отличаются лишь тем, какая ось автомобиля вращается). Следует особо отметить, что данный режим реализуется не всегда, а лишь тогда, когда происходит трогание с места на подъем при наличии "слабой" оси, но чаще автомобиль при трогании с места сразу переходит на режим 3; - автомобиль движется, колеса вращаются.
Ниже на рис.20 приведена полная расчетная схема трансмиссии автомобиля 4x4 (в варианте для режима 3) с описывающими ее дифференциальными уравнениями и упрощенная шестимассовая расчетная схема.
Современные полноприводные автомобили (как легковые, так и грузовые) имеют самое различное конструктивное исполнение. При этом имеются в виду принциаивльные конструктивные отличия между автомобилями примерно одного и того же класса и назначения.
Приведенные уравнения описывают поведение системы в трех режимах движения для дифференциального и блокированного межосевого привода автомобиля.
В связи с тем, что транспортное средство представляет собой сложную систему, при расчете динамической модели нами были приняты следующие допущения: - рассматривается только режим трогания с места; - рассматривается велосипедная схема транспортного средства; - не учитываются характеристики гидропривода системы управления; - не учитываются характеристики системы подрессоривания; - не учитывается упругость крепления агрегатов трансмиссии к кузову; - не учитывается динамика взаимодействия колеса с дорогой.
Ниже на рис.21, рис.22, рис.23, рис.24 приведены полные расчетные упрощенные шестимассовые схемы и системы уравнений для варианта дифференциального привода. где Mo- момент на коленчатом валу двигателя; Фо, Фд, фі, ф2, Фкі, Фк2 - углы поворота вала двигателя (а также сцепления и коробки передач), раздаточной коробки, передних и задних колес и секторов колес, взаимодействующих с опорной поверхностью; Jo, J& Ji, h, hi, JK2 - моменты инерции двигателя (а также сцепления и коробки передач), раздаточной коробки, передних и задних колес и секторов колес, взаимодействующих с опорной поверхностью; Со, KQ- жесткость и коэффициент демпфирования на участке от вала двигателя до раздаточной коробки с дифференциалом; сь с2, кь кг - жесткости и коэффициенты демпфирования участков от раздаточной коробки до колеса; ешь Сш2, Кшь Кщ2 - крутильные жесткости и коэффициенты демпфирования шин; Mfi, MQ - моменты сопротивления качению; Rzi Rz2- вертикальные реакции на колесах; Rxi, Rx2- окружные реакции на колесах; Pi(si), (p2(s2) - коэффициенты сцепления передних и задних колес с дорогой; гдь ГД2 -динамические радиусы колес передней и задней оси; Ма - масса автомобиля; х - перемещение автомобиля, м; Fc- сила сопротивления движению;
Pw- сила сопротивления воздуха. Были вырабатаны условия перехода от режима 1 к режиму 2 и от режима 2 к режиму 3 Условия перехода от режима 1 к режиму 2: (условия приведены для случая cpi(si) 92() I. Мт Mfx +Rn - (5,)- +JKl .p,/8; 1Mm + Мш2 М;і +Mf2 +JKl p{/S+JK2 - р2/иМа ГДІ чрх Условия перехода от режима 2 к режиму 3 мш\ + мшг Mfl+Mf2+ Jn рх18+ JK2 р218+ Ма гД1 р,
Отличие условия в данном случае от условия 2 в предыдущем пункте состоит в том, что момент на слабом колесе в данномслучае это.момент» который можно реализовать при полном буксовании колеса (si=l), а в предыдущем случае это момент, который накапливается в колесе перед выполнением одного из условий - либо начало движения автомобиля, либо срыв слабого колеса в буксование.
Основной задачей экспериментальных исследований явилась разработка методики выбора параметров движения с помощью аналитического метода, как результата математического моделирования. Для апробации методов математического моделирования, разработанных в 1 и 2 главах, подтверждения их адекватности реальному процессу движения колесного транспортного средства, нами были проведены экспериментальные исследования по промежуточным и конечным результатам разработки. В теоретической части нами был получен алгоритм расчета проходимости транспортного средства, определены данные по параметрам деформируемых грунтов, характеристикам транспортного средства, составлена программа экспериментальных испытаний и проведен расчет. Для проведения эксперимента нами была проведена разработка экспериментальной установки и предложена методика полевых испытаний колесных транспортных средств повышенной проходимости. Для проведения постановочного эксперимента нами использовался автомобиль УАЗ-3741 в двух вариантах: один мост ведущий; два моста ведущих. Задачами эксперимента являлись: замеры угловых скоростей на колесах автомобиля и на карданном валу; замеры ускорений кузова на передней и задней оси; замеры продольного ускорения автомобиля. Целями эксперимента являлись: определение с достаточной точностью параметров грунта на котором будет проводиться эксперимент; проверка адекватности математической модели и, при необходимости, корректировка математической модели.
Методика и технология проведения эксперимента
Измерительный магнитофон типа 7005 (см. рис.39) позволяет обеспечивать: - магнитную запись при осуществляемых в полевых или лабораторных условиях измерениях механических колебаний, звука и других процессов с частотами в диапазоне от 0 Гц до 60 кГц; - накопление и хранение информации, подвергаемой оценке и подробному анализу при воспроизведении в лаборатории; - преобразование во временной и частотной областях; - частотный анализ кратковременных процессов при повторном воспроизведении с петли магнитной ленты.
Портативные измерительные магнитофоны 7005 и 7006 предназначены для многоканальной ЧМ и прямой магнитной записи и воспроизведения в соответствии со стандартами межполигонной комиссии по контрольно-измерительной аппаратуре (МККИА). Эти малогабаритные и легкие приборы дают возможность записи и воспроизведения механических колебаний, звука и других процессов как в лабораторных, так и в полевых условиях Приборы 7005 и 7006 сконструированы с учетом возможности работы от съемного батарейного блока питания или от поставляемого по особому заказу сетевого источника питания и применения сменных блоков ЧМ и прямой записи и воспроизведения, входящих в любой комбинации в состав четырех параллельных каналов записи/воспроизведения. Приборы 7005 и 7006 компактны, портативны и эффективны не только в полевых условиях, но и в лабораториях при записи и воспроизведении подлежащих исследованиям и анализу процессов и превращают параметры многих специальных лабораторных измерений магнитофона.
Прибор 7005 содержит узлы лентопротяжного механизма и магнитных головок, сборочный корпус, управляющий и контрольный блок, блок двухканального компандера и сменные блоки прямой записи/воспроизведения (1 шт) и ЧМ записи/воспроизведения (3 шт).
Надежный лентопротяжный механизм способствует применению приборов 7005 в любом положении. Благодаря прочной опорной плите, несущей отдельные элементы лентопротяжного механизма и узлов магнитных головок, точно установленные положения направляющих ленты, магнитных головок и других деталей сохраняются без изменений на протяжении всего срока службы приборов 7005.
Основным элементом лентопротяжного механизма магнитофонов 7005 является приводной электродвигатель с малой инерцией, управляемый высокочувствительной электронной сервосистемой. Точность скорости движения ленты 38,1 и 381 мм/с составляет ±0,25%.
Основной областью их применения является регистрация процессов, подлежащих записи в полевых условиях и обработке и анализу в лаборатории. К преимуществам магнитной записи относится возможность регистрации процессов на разных местах. Вообще, осуществляемая лабораторной аппаратурой обработка воспроизводимых с ленты процессов намного быстрее, точнее и подробнее измерений и анализов, осуществляемых в полевых условиях при помощи портативной аппаратуры. Измерительные магнитофоны находят широкое применение в области строительной и архитектурной акустики при регистрации и последующих исследованиях акустических характеристик помещений, залов, аудиторий и др. Они также эффективны при контроле, диагностике и профилактическом обслуживании оборудования (в частности машин, агрегатов и т.п.), так как подробный анализ воспроизводимых механических колебаний дает возможность заблаговременного обнаружения возможных причин износа, дефектов или даже аварий исследуемых объектов (см. рис.40).
Двухканальный анализатор сигналов 2034 является универсальной и эффективной двухканальной системой, работа которой основана на принципах быстрого преобразования Фурье и в конструкции которой широко применены современные цифровые устройства и процессоры. Универсальность прибора 2034 заключается в программном управлении процессом обработки сигналов, градуировкой, определением масштаба при изображении и т.д. и в непосредственном автоматическом вычислении ряда параметров. Удобством эксплуатации прибора 2034 являются хранящиеся во внутренних запоминающих устройствах программы автоматического управления, изображаемые на экране ЭЛТ инструкции и соответствующие настроенным режимам данные и наличие запоминающих устройств, предусмотренных для хранения информации о конфигурациях системы при измерениях, анализе и изображении. Прибор 2034 является автономной системой, содержащей в общем корпусе входные блоки, рассчитанные на соединение с различными источниками сигналов, два процессора, запоминающие устройства, способствующие увеличению масштаба во временной и частотной областях цифровые устройства, генератор сигналов с автоматическом настройкой частотного диапазона и универсальное устройство сопряжения. Двухканальный анализатор сигналов 2034 автоматически определяет присущие механическим, акустическим и электрическим системам характеристики во временной и частотной областях и относящиеся к соответствующим сигналам статистические параметры. К самым важным преимуществам прибора 2034 относятся его высокая разрешающая способность, соответствующая 801 линии/полосе. Определяемые приборов 2034 частотные характеристики, значения отношения сигнала к шуму и другие параметры способствуют совершенному описанию разного рода систем в областях электроники, электротехники, энергетики и др.
