Введение к работе
Актуальность темы. Анализ тенденций развития сочлененных гусеничных машин (СГМ) показывает, что в настоящее время, в связи с повышением средних скоростей движения, все более актуальной становятся вопросы управляемости таких машин.
Из анализа публикаций можно заключить, что в работах отечественных и зарубежных авторов в основном рассматривались вопросы установившегося поворота при малых скоростях движения.
В то же время из опыта эксплуатации любых гусеничных машин (ГМ) известно, что показатели качества процесса управления приобретают при движении с большой скоростью при ограниченной возможности маневрирования первостепенное значение. Чаще всего такое движение реализуется на дорогах с твердым покрытием. В этих условиях водитель должен быть особенно внимательным, чтобы удержать ее на проезжей части дороги небольшой ширины.
Кроме этого, практика создания ГМ показывает, что существенную долю времени от выдачи технического задания до запуска машины в серийное производство занимает процесс определения и обеспечения заданных характеристик нового образца, что требует сложных и трудоемких испытаний. Однако, даже информации полученной на стадии доводочных испытаний бывает недостаточно для того, чтобы выявить все особенности машины. В этом случае свойства машины уточняются в процессе эксплуатации, а полученная информация используется при модернизации ГМ. Существенно сократить время на разработку любой ГМ можно лишь за счет развития теоретических методов прогнозирования ее характеристик.
В связи с этим, создание метода исследования характеристик криволинейного движения СГМ является важнейшей задачей в общей проблеме улучшения их управляемости.
Цели и задачи. Целью настоящей работы является разработка метода теоретического исследования характеристик криволинейного движения СГМ на высоких скоростях по недеформир} емому основанию (или по грунтам с близкими к нему характеристиками). Для достижения этой цели решаются следующие задачи:
разработана математическая модель, в которой учтены необходимые конструктивные параметры СГМ влияющие на динамику криволинейного движения.
при моделировании учтена возможность рассмотрения различных схем трансмиссии, а именно: полностью блокированная; с 'межсекционным дифференциалом; полностью дифференциальная трансмиссия;
определены критерии и параметры, характеризующие криволинейное движение СГМ;
проведен эксперимент с целью проверки адекватности математической модели динамики криволинейного движения СГМ на высоких скоростях.
Научная новизна. В работе разработан оригинальный метод прогнозирования характеристик криволинейного движения СГМ, основанный на имитационном моделировании режимов натурных испытаний. Использование метода позволит сократить время на разработку и доводочные испытания СГМ.
Разработана новая математическая модель совместной динамики несущей системы, трансмиссии и ходовой части СГМ, которая является основой для прогнозирования характеристик криволинейного движения СГМ. Особенностью модели является введение в систему дифференциальных уравнений силовых связей, соответствующих конструкции узла сочленения (УС) СГМ. Это дает возможность исследовать динамику криволинейного движения СГМ с любым УС и произвольным числом секций. Практическая ценность работы. Разработан комплекс программ для ЭВМ, использование которого позволит имитировать динамику криволинейного движения СГМ при выполнении типовых маневров.
Реализация результатов работы. Материалы диссертационной работы являются основой по разделу научно-исследовательской работы, выполненной в НИИ СМ МГТУ им. Н.Э. Баумана и посвященной вопросам исследования криволинейного движения модульного робототехнического комплекса.
Апробация работы и публикации. По материалам диссертации опубликовано 4 научные работы. Основные положения и результаты диссертационной работы заслушивались и обсуждались на научно-техническом семинаре кафедры «Многоцелевые гусеничные машины и мобильные роботы» МГТУ им. Н.Э. Баумана, 58-ой научно-исследовательской конференции МЛДИ (ТУ) (Москва, 1999г.), на международном симпозиуме «Приоритеты развития отечественного автотракторостроения и подготовки кадров» МАМИ (ТУ) (Москва, 2000).
Структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы и приложения. Работа изложена на 121
листе машинописного текста, содержит 62 рисунка и 10 таблиц. Библиография в работе содержит 37 наименований.
