Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Повышение виброзащитных свойств двухполостных пневматических рессор на основе синтеза оптимальных алгоритмов коммутации полостей Поздеев, Алексей Владимирович

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Поздеев, Алексей Владимирович. Повышение виброзащитных свойств двухполостных пневматических рессор на основе синтеза оптимальных алгоритмов коммутации полостей : диссертация ... кандидата технических наук : 05.05.03 / Поздеев Алексей Владимирович; [Место защиты: Волгогр. гос. техн. ун-т].- Волгоград, 2012.- 223 с.: ил. РГБ ОД, 61 12-5/3108

Введение к работе

Актуальность темы диссертации. В настоящее время на современных автотранспортных средствах (АТС) различной грузоподъемности широкое распространение получили подвески, включающие однополостные пневматические рессоры (ПР) низкого давления с резинокордной оболочкой (РКО) в качестве упругого элемента и гидравлические амортизаторы. Такие подвески имеют ряд преимуществ перед подвесками с металлическими упругими элементами, однако и они не обеспечивают нормативные показатели плавности хода АТС на неровных дорогах, что вызывает необходимость их совершенствования. Перспективным направлением такого совершенствования является применение двухполостных пневматических рессор (ДПР) с коммутацией (сообщением и разобщением) полостей в цикле колебаний. Алгоритмами коммутации полостей занимались многие исследователи: Г.С. Аверьянов, А.С. Горобцов, А.С. Дьяков, Б.А. Калашников, В.В. Новиков, А.В. Синев, Б.Н. Фитилев, Р.Н. Хамитов, В.И. Чернышев и др., которые доказали возможность улучшения виброзащитных свойств ДПР. Однако проведенные исследования носят разобщенный характер и не решена задача выявления оптимальных алгоритмов коммутации полостей, обеспечивающих повышение виброзащитных свойств ДПР. В связи с этим тема диссертации является актуальной.

Цель работы: повышение виброзащитных свойств пневматических подвесок автотранспортных средств на основе синтеза оптимальных алгоритмов коммутации полостей двухполостных пневматических рессор.

Для достижения данной цели поставлены следующие задачи исследования:

1. Разработать теоретические предпосылки, необходимые для поиска опти
мальных алгоритмов коммутации полостей ДПР, которые включают:

определение оптимальных условий изменения жесткости упругого элемента в цикле колебаний одноопорной одномассовой регулируемой линейной колебательной системы (РЛКС), обеспечивающих минимизацию абсолютных перемещений подрессоренной массы;

сравнительную оценку виброзащитных свойств РЛКС с найденным алгоритмом оптимального управления жесткостью и известным алгоритмом оптимального управления демпфированием;

  1. Разработать методику синтеза алгоритмов коммутации полостей ДПР и синтезировать алгоритмы;

  2. Разработать математические модели колебательных систем с ДПР на основе формулы обобщенной упругодемпфирующей характеристики;

  3. Провести исследование виброзащитных свойств ДПР с коммутацией полостей по синтезированным алгоритмам и выявить оптимальные алгоритмы по отдельным показателям;

  4. Предложить новый алгоритм коммутации полостей ДПР и провести исследование виброзащитных свойств ДПР с коммутацией полостей по этому алгоритму;

  5. Разработать и обосновать новые показатели оценки алгоритмов коммутации полостей ДПР;

  6. Провести многопараметрическую оптимизацию синтезированных алгоритмов коммутации полостей ДПР и выявить оптимальный алгоритм по совокупности показателей;

  7. Разработать методики стендовых испытаний ДПР с механическим и микропроцессорным управлением коммутацией полостей;

  8. Разработать конструкции ДПР, обеспечивающие коммутацию полостей по выявленным оптимальным алгоритмам.

Автор выражает благодарность доктору технических наук Новикову Вячеславу Владимировичу за научное консультирование

Методы исследования. В диссертации используются методы теоретической механики, в частности теории колебаний, математической теории оптимального управления, вычислительной математики и программирования, а также стендовые испытания с помощью современной контрольно-измерительной аппаратуры.

Объекты исследований. Объектами исследований являлись экспериментальные ДПР с механическим и микропроцессорным управлением коммутацией полостей, созданные на базе серийных рессор автобуса «Волжанин».

Научная новизна:

  1. Впервые на основе принципа максимума Л.С. Понтрягина определены оптимальные моменты мгновенного переключения жесткости в цикле колебаний РЛКС;

  2. Впервые проведена сравнительная оценка виброзащитных свойств РЛКС с найденными на основе принципа максимума Л.С. Понтрягина алгоритмами оптимального управления демпфированием и жесткостью в цикле колебаний в результате которой выявлено, что более целесообразным является оптимальное управление жесткостью;

  3. Получена формула обобщенной упруго демпфирующей характеристики ДПР, с помощью которой синтезированы 30 различных алгоритмов коммутации полостей, необходимых для проведения оптимизации;

  4. Разработаны математические модели одноопорных одномассовой и двух-массовой колебательных систем с ДПР на основе предложенной формулы обобщенной упругодемпфирующей характеристики;

  5. В результате исследования виброзащитных свойств ДПР с синтезированными алгоритмами коммутации полостей при вынужденных и свободных затухающих колебаниях выявлены 3 оптимальных алгоритма по отдельным показателям;

  6. Предложен новый алгоритм коммутации полостей ДПР с управлением по амплитуде относительных колебаний и по заданной амплитуде выравнивания давлений в полостях ДПР, который легко реализуется на практике;

  7. Разработаны и обоснованы новые показатели для оценки алгоритмов коммутации полостей ДПР: коэффициент снижения частоты (КСЧ) колебаний подвески, а также коэффициент неэффективного импульса силы (КНИС);

  8. В результате многопараметрической оптимизации доказано, что предложенный новый алгоритм коммутации полостей ДПР является оптимальным по совокупности показателей.

Практическая ценность:

  1. Предложенный и обоснованный теоретически и экспериментально оптимальный алгоритм коммутации полостей ДПР с управлением по амплитуде относительных колебаний подрессоренной массы и по заданной амплитуде выравнивания давлений в полостях обеспечивает повышение виброзащитных свойств ДПР по сравнению с известными алгоритмами;

  2. Предложенные и апробированные новые показатели КСЧ и КНИС могут быть использованы для оперативной оценки эффективности алгоритмов управления демпфированием и жесткостью в различных типах подвесок АТС;

  3. Разработанные и запатентованные конструкции ДПР, обеспечивающие коммутацию полостей по выявленному оптимальному алгоритму, могут быть использованы при создании реальных пневматических подвесок АТС.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на меж-дунар. науч.-практ. конф. «Прогресс транспортных средств и систем» (Волгоград, 2009); «Россия периода реформ» (Волгоград, 2009, 2010); «Научные исследования и их практическое применение. Современное состояние и пути развития '2011» (Одесса, 2011); «Актуальные проблемы науки в современном мире» (Тамбов, 2011); на всерос. науч.-техн. конф. «Проектирование колёсных

машин», посвящ. 100-летию начала подгот. инж. по автомобильной специальности в МГТУ им. Н.Э. Баумана (Москва, 2010); на междунар. науч.-техн. конф. «Многоцелевые гусеничные и колесные машины: актуальные проблемы теории, практики и подготовки кадров», посвящ. 70-летию с начала выпуска танков на Челябинском тракторном заводе (Челябинск, 2011); на науч.-практ. конф. ВолгГТУ (Волгоград, 2010-2012); на регион, конф. молод, исследов. Волгоград, обл. (Волгоград, 2007-2011).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 18 печатных работ, в том числе 4 статьи в журналах, включенных в Перечень изданий, рекомендованных ВАК, и 3 патента на полезные модели.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, основных выводов и результатов, списка литературы, включающего 178 наименований (из них 57 на иностранных языках), приложений. Работа содержит 220 страниц машинописного текста, включающего 14 таблиц и 127 рисунков.

Основные положения, выносимые на защиту:

  1. теоретические предпосылки, необходимые для поиска оптимальных алгоритмов коммутации полостей ДПР;

  2. методика синтеза алгоритмов коммутации полостей ДПР и синтезированные алгоритмы;

  3. математические модели одноопорных одномассовой и двухмассовой колебательных систем с ДПР, разработанные на основе предложенной формулы обобщенной упругодемпфирующей характеристики;

  4. оптимальный алгоритм коммутации полостей ДПР с управлением по амплитуде относительных колебаний и заданной амплитуде выравнивания давлений в полостях ДПР;

  5. методики стендовых испытаний ДПР с механическим и микропроцессорным управлением коммутацией полостей;

  6. результаты теоретического и экспериментального исследования виброзащитных свойств ДПР с различными алгоритмами коммутации полостей;

  7. новые показатели оценки алгоритмов коммутации полостей ДПР;

  8. многопараметрическая оптимизация алгоритмов коммутации полостей ДПР;

  9. оригинальные конструкции ДПР, обеспечивающие коммутацию полостей по выявленному оптимальному алгоритму.

Похожие диссертации на Повышение виброзащитных свойств двухполостных пневматических рессор на основе синтеза оптимальных алгоритмов коммутации полостей