Содержание к диссертации
Введение
1. Анализ исследований, направленных на повышение сохранности плодоовощной продукции при ее доставке потребителям 11
1.1. Потери плодоовощной продукции и возможности ее сохранности в процессе доставки потребителям 11
1.2. Пути обеспечения качества плодоовощной продукции в процессе ее доставки потребителям 28
1.3. Анализ существующих моделей изменения качества плодоовощной продукции в процессе ее доставки потребителям 40
1.4. Выводы по главе, цели и задачи научных исследований 47
2. Разработка математической модели повреждений плодоовощной продукции, вызванных колебаниями кузова АТС при его движении 49
2.1. Моделирование процесса колебаний автомобиля 49
2.2. Основные допущения 53
2.3. Определение сил, действующих на кузов и единицу тары с грузом 55
2.4. Описание вертикального движения кузова автомобиля и тары с грузом и определение его параметров 60
2.5. Проверка модели на адекватность ,. 65
Результаты и выводы по главе 68
3. Экспериментальные исследования повреждений плодоовощной продукции при транспортировании ее потребителям (на примере картофеля) 69
3.1. Объект исследований 69
3.2. Экспериментальная установка и регистрирующая аппаратура 70
3.3. Методика проведения стендовых испытаний сохранности плодоовощной продукции при моделировании параметров движения АТС 75
3.3.1. В ыбор параметров движения автотранспортного средства 75
3.3.2. Выбор коэффициентов подобия экспериментальной модели 3.3.3 Методика проведения экспериментального исследования повреждений клубней картофеля при транспортировании 78
3.3.4 Методика проведения экспериментального исследования повреждений клубней картофеля при транспортировании в кузовах с различным материалом обшивки 90
Результаты и выводы по главе 101
4. Аналитические исследования колебаний плодоовощной продукции, размещенной в кузове АТС и разработка рекомендаций по ее сохранности при транспортировании потребителям 102
4.1. Анализ влияния скоростных, нагрузочных и конструктивных параметров АТС на параметры вертикальных колебаний его кузова с грузом 104
4.1.1. Анализ влияния скорости движения АТС 104
4.1.2. Влияние высоты неровности дорожного покрытия на параметры вертикальных колебаний автомобиля с грузом 114
4.1.3. Влияние длины волны неровности дорожного покрытия на параметры вертикальных колебаний автомобиля с грузом 121
4.1.4. Влияние жесткости подвески АТС на параметры вертикальных колебаний автомобиля с грузом 125
4.1.5. Влияние жесткости тары с грузом в кузове АТС на параметры вертикальных колебаний груза 130
4.1.6. Влияние количества тары с грузом в кузове АТС на параметры вертикальных колебаний автомобиля 132
4.1.7. Влияние собственной массы АТС на параметры его вертикальных колебаний 139
4.1.8. Влияние массы единицы перевозимого груза на параметры вертикальных колебаний автомобиля с грузом 147
4.1.9. Влияние неупругого сопротивления амортизатора на параметры вертикальных колебаний автомобиля с грузом 153
4.1.10. Влияние коэффициента неупругого сопротивления тары на параметры вертикальных колебаний автомобиля с грузом 156
4.2. Разработка рекомендаций по сохранности плодоовощной продукции при ее транспортировании потребителям 161
Результаты и выводы по главе 170
Основные результаты и выводы 171
Список использованной литературы
- Анализ существующих моделей изменения качества плодоовощной продукции в процессе ее доставки потребителям
- Описание вертикального движения кузова автомобиля и тары с грузом и определение его параметров
- Методика проведения стендовых испытаний сохранности плодоовощной продукции при моделировании параметров движения АТС
- Влияние высоты неровности дорожного покрытия на параметры вертикальных колебаний автомобиля с грузом
Введение к работе
Актуальность проблемы. В последние годы объемы производства сельскохозяйственной продукции в России снизились на 40 — 45%, это создает серьезную угрозу продовольственной безопасности страны, поскольку ориентирует ее на всевозрастающие объемы импорта продовольствия из-за рубежа. Спад объемов производства данного вида продукции усугубился и ростом ее потерь. По данным НИИАТ в настоящее время только третья часть овощей и фруктов доходят до стола потребителей с соответствующим качеством из-за нарушений при уборке, переработке, хранении, транспортировке и реализации. В результате ежегодный ущерб государства от потерь плодоовощной продукции составляет около 30 млн. долл.
Приведенные данные говорят об актуальности работ, направленных на снижение потерь плодоовощной продукции на всех этапах ее доставки потребителям и, в частности, в процессе транспортирования.
Объектом исследования является процесс транспортирования плодоовощной продукции потребителям (на примере картофеля).
Целью диссертационной работы является исследование закономерностей повреждаемости плодов и овощей, возникающих в процессе перевозки автомобильным транспортом и разработка на этой основе рекомендаций, направленных на повышение сохранности данного вида продукции.
Научная новизна работы. Разработана математическая модель колебаний многоярусной тары с грузом в подрессоренном кузове автотранспортного средства (АТС), содержащая ряд новых элементов, в частности, позволяющая определять параметры абсолютных и относительных колебаний единицы тары и величину ее отрыва от своего нулевого положения.
Получены регрессионные зависимости, связывающие повреждения плодоовощной продукции (на примере картофеля) с основными эксплуатационными параметрами процесса транспортирования. Установлены наиболее неблагоприятные сочетания эксплуатационных факторов, приводящие к увеличению вертикальных ускорений, испытываемых плодоовощной продукцией при транспортировании. Разработано экспериментальное оборудование и методика, позволяющая оценить влияние скоростных, нагрузочных и конструктивных параметров на сохранность плодоовощной продукции при моделировании условий ее транспортирования в кузовах АТС.
Практическая ценность работы. Созданная математическая модель, методики, аппаратные и программные средства позволяют уже на стадии проектирования процесса доставки плодоовощной продукции потребителям сформулировать основные требования к АТС, режимам их нагружения и движения, таре, упаковке и другим параметрам технологического процесса перевозки.
Реализация работы. Разработанная на основе созданной математической модели программа расчета используется ООО «Волгоградвнештранс» при раз-
работке технологических процессов перевозки невибростойких грузов. Материалы диссертации рекомендованы и использованы в учебном процессе при подготовке специалистов по специальности 240100 «Организация перевозок и управление на транспорте» (автомобильном) в Волгоградском государственном техническом университете.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и получили одобрение на научно-технических конференциях Волгоградского государственного технического университета (1994 - 2004 г.г.), на I и II межвузовской научно-практической конференции студентов и молодых ученых Волгоградской области (г. Волгоград, 1994 г., 1997 г.), Всероссийской научно-технической конференции «Новые технологии управления робототехни-ческими и автотранспортными объектами» (г. Ставрополь, 1997 г.), Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы дорожно-транспортного комплекса России» (г. Краснодар, 1999 г.), на I и II международной научно-практической конференции «Прогресс транспортных средств и систем» (г. Волгоград, 2000 г., 2002 г.), Всероссийской научно-технической конференции «Новые технологии, конструкции и материалы в строительстве, реконструкции и ремонте автомобильных дорог» (г. Краснодар, 2002 г.), международной научно-технической конференции «Проблемы качества и эксплуатации транспортных средств» (г. Пенза, 2002 г.), на V Московском Международном Логистическом Форуме (г. Москва, 2003 г.).
Публикации. Основные положения и результаты диссертационной работы изложены в 15 публикациях.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы и приложения. Работа изложена на 200 страницах машинописного текста, содержит 117 рисунков и 17 таблиц. Список литературы составляет 111 наименований, в том числе 10 на иностранном языке.
Анализ существующих моделей изменения качества плодоовощной продукции в процессе ее доставки потребителям
Возможность повышения качества доставки плодоовощной продукции потребителям связана с эффективной работой многих видов транспорта. Однако, более 90% плодоовощной продукции доставляется в пункты потребления, включая крупные города, автомобильным транспортом (AT) [65]. Преимущества автомобильного транспорта проявляются при доставке грузов на короткие расстояния и в районы со слаборазвитой сетью железных дорог. Кроме этого, AT, как отмечается в работе Гуджояна О. П., Троицкой Н. А. [28], обеспечивает высокий уровень сервиса, отличается мобильностью и способностью к адаптации в сложных ситуациях. При перевозках скоропортящихся грузов, в том числе плодоовощной продукции, автомобильным транспортом экономически целесообразным можно считать расстояние до 230 — 430 км (в зависимости от вида и сохранности груза, технологии перевозок и других факторов).
Для осуществления организации перевозок автомобильным транспортом необходимо учитывать следующие особенности плодов и овощей: ярко выраженная сезонность производства и заготовки (порядка 25% овощей реализуется в первом полугодии, другие 75% - во втором); неравномерность созревания и необходимость многократной уборки урожая на одних и тех же полях и плантациях в период плодоношения (так, например, помидоры убирают выборочно через 4-5 дней, а всего за сезон производится до 10 сборов); необходимость срочного вывоза с полей и плантаций после уборки урожая; обширная номенклатура по видам, сортам и потребительской степени зрелости; применение различных схем доставки в зависимости от назначения продукции и расположения получателей. Кроме этого, особые требования к хранению и транспортировке плодов и овощей, по мнению авторов [19, 31, 47, 60, 105], предъявляются такими свойствами плодоовощной продукции как сыпучесть, чувствительность к давлению, к посторонним запахам и к истиранию; требованиями к температуре, влажности, времени проведения операций; ограничение высоты загрузки, высоты падения, механических воздействий, необходимостью упаковки и сортировки; развитие сложных биологических процессов под воздействием внешних условий, а также с течением времени, происходящих в плодоовощной продукции: превращение углеводов, дыхание, дозревание, испарение влаги, увлажнение, отпотевание, подмораживание и т.д. Вышеназванные свойства влияют на качества и потребительские свойства плодов и овощей, а также на их потери в процессе транспортирования.
По данным, приведенным в работах Комарова А. 3. и Повороженко В. В. [54, 76] в 70% случаев причиной порчи плодов является отгрузка их нетранспортабельными. К важнейшим физико-механическим свойствам, определяющим травмостойкость (или транспортабельность) плодов, относят их прочностные характеристики. Под травмостойкостью понимают способность плодов противостоять механическим повреждениям в результате различных воздействий, происходящих в процессе выполнения погрузочно-разгрузочных работ и транспортирования. Основные причины механических повреждений — статические, вибрационные и динамические нагрузки, возникающие в процессе выполнения погрузочно-разгрузочных работ и транспортирования, давление, испытываемое нижними слоями груза от верхних слоев и пр. Эти воздействия влияют не только на внешнюю целостность оболочки, вызывая трещины, нажимы и проколы, но и нарушают внутреннюю целостность плода - размягчение тканей, раздавливание и т.д. У продукции с механическими повреждениями жизнедеятельные процессы протекают более активно, чем у здоровой. Кроме того, механические повреждения часто служат причиной возникновения вторичных заболеваний во время транспортирования и хранения продукции. Следовательно, плоды и овощи, подготовленные к перевозке должны быть без механических повреждений и других дефектов. Однако по данным Центрального статистического управления ежегодно в торговлю поступает нестандартного и бракованного картофеля 14%, капусты — 17%, томатов - 25%. Эти потери связаны преимущественно с несовершенством уборочной техники, выполнением погрузоч-но-разгрузочных работ, нехваткой хранилищ и пр.[34, 56].
На сохранность плодоовощной продукции влияет также и ее своевременная отгрузка и вывоз с полей. Как правило, природно-климатические условия в период сбора урожая являются неблагоприятными для его хранения и транспортирования. Например, виноград при температуре 22С за пять суток хранения на поле теряет до 20% урожая; свекла, уложенная в бурты на поле, при температуре 22 - 26С за одни сутки теряет 5,4% своей массы, за трое суток -16%, а за пять суток - более 21% [42]. Наряду со своевременной отгрузкой особое значение имеет подготовка груза к перевозке и дальнейшему хранению. Так, например, опыт перевозки фруктов и овощей в штате Калифорния (США) показал, что предварительная сортировка фруктов и овощей в полевых условиях с целью устранения гнилых продуктов позволяет существенно повысить качество доставки, а также сократить потребление автомобильного топлива до 10 % вследствие предсезонного моделирования транспортных маршрутов с целью их оптимизации [108].
На транспортабельность плодоовощной продукции, как указывают в своих работах Баранов Н. И., Беренштейн И. Б. и др. исследователи [3, 5, 6], большое влияние оказывает степень ее зрелости. Плодоовощная продукция должна быть загружена в транспортное средство при такой степени зрелости, чтобы к концу доставки она созрела до потребительской кондиции. Плоды более позднего сбора менее стойки к хранению. Так, при транспортировании персиков за 2-3 дня до наступления товарной зрелости их потери составляют около 5%, в период технической зрелости - 9,9%, а спустя 2 — 3 дня после достижения технической зрелости - 12,2%. Аналогичные данные получены и при перевозке абрикосов. До 30 - 40% потерь плодоовощной продукции связано с укладкой в одну тару плодов разной спелости, больных плодов, заражающих остальные, земли, создающей микрофлору и способствующей быстрой порче продуктов и т.д.
Еще одной причиной снижения качества плодов, овощей, картофеля являются их механические повреждения в процессе выполнения погрузочно-раз-грузочных работ, которые зависят от многих факторов: физико-механических свойств плодов, способов выполнения погрузочных работ, типа тары, плотности укладки плодов в таре, количества перевалок плодов (погрузочно-разгрузочных операций) и др. Поэтому к средствам механизации и технологиям погрузочно-разгрузочных работ должны предъявляться более жесткие требования.
Потери от повреждений клубней картофеля при погрузочно-разгрузочных работах составляют в среднем более 16%, а потери томатов достигают 20 — 30%. Эти проблемы решаются за счет укрупнения грузовых единиц (пакеты, контейнеры, бестарные перевозки), а также рационального выбора погрузочно-разгрузочных средств [63, 75, 90]. Установлено, что применение механизированной погрузки пакетов, ящиков и контейнеров, заполненных яблоками насыпью, позволяет в среднем в 3 - 3,5 раза сократить потери их товарных качеств [95].
Описание вертикального движения кузова автомобиля и тары с грузом и определение его параметров
При выборе расчетной динамической модели колебаний АТС обычно принимают, что все внешние силы, действующие на автомобиль, лежат в плоскости движения. Это позволяет вместо пространственной схемы рассматривать плоскую (велосипедную), заменяя у каждого из мостов два колеса одним [62]. В результате анализа конструкций современных АТС для расчета была принята шестимассовая модель двухосного транспортного средства, которая учитывает наличие в его кузове пяти ярусов тары с грузом (рис. 2.3).
В общем виде, при анализе процесса движения автомобиля действующие на него силы делят на движущие, направление которых совпадает с направлением вектора скорости центра масс, и силы сопротивления, направление которых противоположно этому вектору. Условно к движущим силам относят полную окружную силу или полную тяговую силу (Рт), все остальные силы, действующие на автомобиль, считают силами сопротивления. Силы сопротивления движению разделяют соответственно причинам, вызывающим их возникновение.
Сила сопротивления качению Рк - сумма направленных против движения автомобиля продольных реакций дороги. Реакции дороги считают приложенными к контактным поверхностям колес автомобиля. В каждой точке этих поверхностей действуют элементарные реакции, различные по величине и направлению, которые могут быть заменены равнодействующей реакцией. Учитывают продольные Rx, и нормальные Rz, составляющие. Реакция Rz равна сумме нормальных реакций (Rzi, Rz2) а Rx - сумме продольных реакций (Rxi, Rx2), обоих колес оси. Кроме этих сил, со стороны дороги на автомобиль могут действовать и другие силы. Прежде всего, это приведенные к колесам силы, возникающие в результате потерь энергии при колебательных деформациях шины и колебаниях колес относительно кузова в результате взаимодействия колес с неровностями опорной поверхности. Y / \ 8=n5 X V» С 5=1 i=5
Сила сопротивления подъему Рп - составляющая силы тяжести является ее проекцией на направление вектора скорости центра масс автомобиля. Радиусы кривизны вертикального профиля дороги обычно велики по сравнению с базой автомобиля, поэтому отрезки дороги, на которых в каждый данный момент находится автомобиль, можно заменить плоскостями, имеющими продольный наклон а, и рассматривать силу Рп как составляющую силы тяжести, параллельную этой плоскости.
Сила сопротивления дороги Рд - определяется суммой сил сопротивления качению и сопротивлению подъему.
Сила сопротивления воздуха Рв (аэродинамические силы) - могут возникать в результате движения автомобиля в неподвижной воздушной среде, обтекания неподвижного автомобиля потоком движущегося воздуха (ветра), движения автомобиля в движущемся воздушном потоке, т. е. при наличии ветра. Элементарные аэродинамические силы, действующие в каждой точке поверхности автомобиля, различны по величине и направлению. Действующие в каждой точке поверхности автомобиля различные по величине и направлению элементарные силы заменяют результирующей силой Рв, приложенной в центре масс и действующей в плоскости движения.
Силы сопротивления разгону на данной схеме представлены в виде приведенной силы инерции ± Ри.
Автомобиль состоит из большого числа связанных между собою масс и представляет собой весьма сложную колебательную систему со многими степенями свободы. Знания этих связей, расположения и величина колеблющихся масс в настоящее время дает возможность создания эквивалентной модели автомобиля или прицепа, отражающей транспортное средство во всех деталях, учитывающей взаимное влияние колебаний подрессоренных и неподрессорен-ных масс. Однако, использование таких сложных моделей во многих случаях нецелесообразно из-за громоздкости и отсутствия наглядности получающихся результатов, поэтому следует по мере возможности упрощать эквивалентную систему. Введение ряда допущений позволяет упростить задачу за счет исключения второстепенных факторов. При этом возможность принципиальной ошибки сводится к минимуму, так как излишне большое число факторов, как правило, вуалирует основную картину явления и часто не позволяет воспользоваться простыми аналитическими методами расчета, необходимыми для понимания общей структуры связей и общих динамических свойств в рассматриваемом явлении.
Поэтому в рамках задач проводимых исследований при составлении математической модели приняты следующие допущения:
1. Автомобиль симметричен относительно продольной вертикальной плоскости, проходящей через центр масс. Характеристики и параметры левых и правых подвесок, левых и правых колес, неровностей дороги справа и слева одинаковы, что позволяет рассматривать модель как плоскую.
2. Автомобиль движется равномерно и прямолинейно по дороге без продольного и поперечного уклона. Данное допущение было принято, поскольку фактор режима движения является несущественным для интересующих нас параметров (при прямолинейном и равномерном движении автомобиля основные повреждения груза происходят от вертикальных неровностей профиля дороги. Продольные неровности также оказывают некоторое влияние на сохранность груза, однако для практических расчетов их влияние незначительно [95]).
3. Сопротивление движению автомобиля постоянно, влияние аэродинамических сил и сил инерции не учитывается.
4. Профиль дороги представляет собой гармонический (синусоидальный) периодический профиль с заданной амплитудой и длиной волны. Несмотря на то, что такой подход дает идеализированную модель дорожных возмущений колебаний автомобиля, он позволяет существенно упростить процесс моделирования, а также рассмотреть наиболее критические по плавности хода условия движения [101]. Стохастический подход к моделированию микропрофиля по заданным статистическим характеристикам существенно более точно отвечает реальной картине дорожной поверхности, однако вызывает значительные сложности при моделировании (генерации) необходимых реализаций соответствующих случайных функций. Получить аналитическую зависимость в этом случае невозможно, т.к. эта зависимость в каждом случае расчета (реализация случайного процесса) различна и неопределенна.
Методика проведения стендовых испытаний сохранности плодоовощной продукции при моделировании параметров движения АТС
Перед началом эксперимента испытываемая модель контейнера для перевозки сельскохозяйственных культур устанавливалась и закреплялась на виброплощадке (рис. 3.1 и рис. 3.2). Методика настоящего исследования предполагала изучение повреждений картофеля в зависимости от режимов движения автомобиля (скорости, амплитуды и частоты колебаний кузова, времени движения), а также от способа укладки картофеля в кузов (навалом, в таре). В связи со сложностью и недостаточной изученностью процессов повреждения картофеля при его транспортировке эксперимент был выполнен в два этапа. На первом этапе работы проверялась работа стенда и измерительной аппаратуры, отрабатывались способы определения повреждений клубней картофеля на различных эксплуатационных режимах движения автомобиля. На втором этапе проведения эксперимента моделировались процессы движения автомобиля по грунтовой дороге со скоростью 20 км/ч
Клубни картофеля выбирались чистые, примерно одинакового размера и массы, без видимых механических повреждений и непораженные болезнями (рис. 3.5). Перед началом эксперимента клубни взвешивались на торговых весах с погрешностью взвешивания не более 0,005 кг.
Эксперимент проводили при изменении амплитуды колебаний от 0,04 м до 0,07 м с шагом 0,01 м, а также с изменением частоты колебаний от 2,4 Гц до 3,2 Гц с шагом 0,4 Гц. Перед переходом на следующую более высокую частоту амплитуду колебаний виброплощадки уменьшали, чтобы не возникали отрывы груза до начала измерений. Устанавливался первый режим моделирования нагрузок при частоте вращения вала двигателя 2,4 Гц и амплитуде колебаний 0,04 м. Время проведения эксперимента изменялось от 0,167 ч до 0,0833 ч. Рис. 3.5. Вид клубней картофеля перед проведением эксперимента
Извлеченные клубни картофеля, с помощью органолептического метода оценки качества, распределялись по видам механических повреждений: клубни без видимых повреждений, клубни с потертостями, задирами наружного слоя кожицы, имеющие трещины и т.д. [11, 73]. При наличии механических повреждений их величина измерялась линейкой. После осмотра клубни разрезались вдоль по наибольшему поперечному диаметру и также визуально оценивалось внутреннее состояние мякоти картофеля, повреждения фиксировались в виде табл.
Спустя 24 часа после проведения эксперимента оценивалось состояние клубней картофеля, поврежденные части клубней обрезались (рис. 3.8), затем на весах взвешивались массы поврежденных и неповрежденных его частей Результаты эксперимента фиксировались в виде табл. 3.4.
Промежуточные результаты экспериментальных исследований повреждений клубней картофеля Амплитуда колебаний, м Частота колебаний, Гц Время, ч. Вид клубней картофеля Общая масса клубней, кг
Вид разрезов клубней картофеля через 24 часа после проведения эксперимента Для количественной оценки повреждений был использован, предложенный автором «коэффициент повреждения» (Кп), представляющий собой отношение поврежденной массы клубня картофеля (Шповр) к общей его массе (Шобщ): КП= Р.Ю0%, (3.6) тобщ Динамика повреждений оценивалась с помощью скорости нарастания повреждений (VHn) - производной по времени (Т) от коэффициента повреждения: V = (37) vHn V- ) ОТ Результаты расчетов представлены в табл. 3.4. По данным этой таблицы были построены зависимости коэффициента повреждения, а также скорости нарастания повреждений от различных параметров вертикальных колебаний модели контейнера для перевозки сельскохозяйственных культур с грузом. В качестве примера на рис. 3.9 - 3.і6 представлены некоторые результаты экспериментальных исследований повреждений клубней картофеля в зависимости от условий его транспортирования со скоростью 20 км/ч при движении автомобиля по грунтовой дороге.
Из приведенных рисунков видно, что наибольшее повреждение клубней происходит в первые 10 минут транспортирования, когда трансформируются верхние слои клубня картофеля, затем скорость нарастания повреждений резко снижается. Это может быть объяснено тем, что от ударов картофеля о стенки и борта кузова автомобиля, а также от соударений клубней друг с другом, верхние слои картофеля размягчаются и в дальнейшем выступают в роли амортизатора, что приводит к уменьшению повреждений внутренних слоев клубней.
Влияние высоты неровности дорожного покрытия на параметры вертикальных колебаний автомобиля с грузом
Жесткость подвески АТС серьезно влияет на его вертикальные ускорения. Так, при увеличении жесткости подвески от 400 кН/м до 1200 кН/м (рис. 4.26) значение вертикальных ускорений возрастает примерно в 2,5 раза (от 0,2 м/с до 0,55 м/с соответственно). Таким образом изменение жесткости подвески на каждые 100 кН/м приводит к увеличению максимального значения верти-кальных ускорений в среднем на 0,045 (м/с ).
При изменении скорости движения от 20 км/ч до 60 км/ч (рис. 4.27) с одновременным увеличением жесткости подвески от 400 кН/м до 1200 кН/м значения вертикальных ускорений увеличиваются в три раза от 0,2 м/с до 0,6 м/с соответственно. Величина az/acn меняется равномерно, увеличиваясь примерно на 0,05 м/с при росте жесткости подвески на каждые 100 кН/м. Изменения параметров вертикальных колебаний ярусов тары с грузом в кузове АТС не отличаются от параметров вертикальных колебаний кузова автомобиля. При рассматриваемых условиях наблюдается отрыв только пятого яруса тары с грузом относительно своего нулевого положения. Максимальная величина отрыва с изменением жесткости подвески от 400 кН/м до 1200 кН/м при скорости 60 км/ч составляет 0,0003 м, а при скорости 20 км/ч - 0,0008 м.
На рис. 4.28 представлена зависимость между вертикальными ускорениями, высотой неровности дорожного покрытия и суммарной жесткостью подвески. Изменения жесткости подвески на каждые 100 кН/м приводят к увеличению вертикальных ускорений dZ/(3Cn на 0,05 - 0,11 м/с2, причем чем больше жесткость подвески, тем больше значение dZ/dCn. с увеличением высоты неровности дорожного покрытия на 0,001 м приращения вертикальных ускорений составляют 0,04м/с при жесткости подвески 400 кН/м и 0,11 м/с при ее жесткости 1200 кН/м. Таким образом, для снижения вертикальных ускорений кузова АТС, можно рекомендовать использовать на дорогах с большими значениями высоты неровности покрытия (для грунтовых дорог) автомобили с меньшей жесткостью подвески.
Влияние суммарной жёсткости подвески на значения Z кузова АТС при изменении высоты неровности дорожного покрытия Следует также отметить, что с увеличением жесткости подвески на каж дые 100 кН/м происходит практически равномерное увеличение значений вер тикальных колебаний в среднем на 0,075 м/с с увеличением скорости движе ния (рис. 4.29). Размер приращений тем больше, чем жестче подвеска и ниже скорость. Так, например, при жесткости подвески 400 кН/м и Va = = 20 км/ч = 0,01 (м/с2)/(100 кН/м), а при жесткости подвески 1200 кН/м и той же скорости д2/ЗСп = 0,08 (м/с2)/(100 кН/м). Таким образом, при движении АТС по дорогам с грунтовым покрытием, когда Va не превышает 40 км/ч в целях снижения вертикальных ускорений кузова автомобиля и груза можно рекомендовать использование автомобилей с мягкой подвеской (Сп 600 кН/м). If" " no. см u,a«
Исследование влияния суммарной жёсткости подвески автомобиля на значения вертикальных ускорений его кузова при изменении массы единицы тары с грузом представлено на рис. 4.30. Увеличение жесткости подвески на 100 кН/м увеличивает значения вертикальных ускорений, испытываемых кузовом автомобиля на 0,09 м/с2, a dZ,/dmt массы единицы тары с грузом состав ляют в среднем 0,03 (м/с )/кг во всем рассматриваемом диапазоне изменения жесткости подвески. Характерно, что увеличение массы единицы тары с грузом снижает влияние жесткости подвески на значения Z. Так, например, при массе единицы тары с грузом 20 кг величина дХ/дСп = 0,77 (м/с2)/(100 кН/м), а при массе единицы тары с грузом 50 кг - 0,44 (м/с2)/(100 кН/м). Это говорит о том, что с ростом полной массы автомобиля с грузом существенно снижаются вертикальные ускорения, испытываемые кузовом и грузом.
Параметры вертикальных колебаний груза при прочих равных условиях, не зависят от жесткости тары, в которой они транспортируются. Например, при увеличении жесткости тары от 1 кН/м до 81 кН/м (рис. 4.31) значения максимальных вертикальных ускорений, испытываемых грузом, остаются постоян-ными и равны 0,42 м/с .
При увеличении скорости движения АТС с 20 км/ч до 60 км/ч при всех изменениях жесткости тары вертикальные ускорения ярусов тары с грузом в кузове повышаются незначительно и составляют 0,45 м/с (рис. 4.32).
Кроме этого, расчеты по модели показывают, что наблюдается отрыв только пятого яруса тары с грузом относительно своего нулевого положения, т.е. относительно четвертого яруса. Величина отрыва составляет 0,0007 м при Va = 20 км/ч и 0,0003 м при Va = 60 км/ч.
