Розроблення МОДЕЛЕЙ і МЕТОДІВ аналізу ДЕФОРМАЦІЙНИХ КОЛИВАНЬ КУЗОВІВ АВТОБУСІВ :

Краткое содержание

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовується актуальність теми дисертації, формулюються мета та задачі дослідження, подається загальна характеристика роботи.

У першому розділі проведено огляд численних джерел інформації про основні тенденції і напрями розвитку автобусобудування, а також про існуючі методи динаміки та міцності несівних конструкцій транспортних засобів. Аналіз відомих досліджень показує, що проблема динамічного розрахунку кузовів автобусів становить не лише актуальну, а й достатньо складну наукову задачу.

Значний вклад у розвиток теоретичних основ статики і динаміки складених конструкцій зроблено такими вченими, як А. В. Алєксандров, В. Л. Бідерман, В. В. Бо­лотін, Є. Г. Голоскоков, М. В. Василенко, А. Ф. Гуров, В. К. Дондошанський, Б. Я. Ла­щеніков, Я. Г. Пановко, Г. С. Писаренко, К. К. Пономарьов, Ю. М. Работнов, О. Р. Ржа­ніцин, Л. О. Розін, В. А. Свєтліцький, А. П. Сініцин, А. П. Смірнов, Н. К. Снітко, С. П. Тимошенко, А. П. Філіппов, В. Г. Чудновський, М. М. Шапошніков та інші.

Якщо окремі елементи складної стрижневої чи оболонкової конструкції розглядати як пружні ланки з розподіленою масою, то динамічний розрахунок зводиться до надзвичайно громіздких систем рівнянь з частковими похідними, що утруднює аналіз коливальних процесів. Тому для створення універсальних алгоритмів розрахунку стрижневих конструкцій найбільш ефективними є числові методи, зокрема, метод скінченних елементів. Суттєвими перевагами цього методу є його необмежені можливості вдосконалення апроксимації невідомих функцій, зручність у врахуванні багатьох видів крайових умов, можливість використання в одному блоці елементів різноманітних типів та ін. На його базі розроблено низку універсальних програмних комплексів. Однак, виконання розрахунків на міцність і на коливання складної меха­нічної системи вимагає виконання трудомісткої підготовчої роботи над створенням твердотільної моделі досліджуваного об’єкту.

Для довгомірних несучих конструкцій, що складаються з великого числа стриж­нів, розрахункова модель може бути значно спрощена за рахунок континуалізації меха­нічної системи. Це дає змогу звести розв'язування задач динаміки до інтегрування систем рівнянь з частковими похідними значно нижчого порядку, ніж точна марема­тична модель.

Таким чином, розроблення ефективних методів аналізу деформаційних коливань кузовів автобусів із застосуванням засобів континуалізації є перспективним напрямом наукових досліджень, що й обумовило вибір тематики дисертаційної роботи.

Другий розділ присвячений удосконаленню методології аналізу деформаційних коливань довгомірних складених металоконструкцій із застосуванням стрижневих розрахункових моделей за рахунок застосування зведених модулів пружності матеріалу, значення яких одержуються теоретико-експериментальним шляхом.

Кузов автобуса схематично зображено на рис. 1, де l_i (i=1, 2, 3) і d_i (i=1, 2, …, 7) – довжини ділянок металоконструкції; l₀ – відстань між опорними вузлами підвіски; m_i (i=1, 2, 3, 4) – маси вантажів, що імітують обладнання автобуса і пасажирів, а_і (i=1, 2, 3, 4) – відстань між центрами мас вантажів.

Розглядаючи вільні крутильні коливання кузова, розрахункову модель меха­нічної системи приймаємо у вигляді складеного бруса (рис. 2), пружно-інерцій­ні параметри якого в межах ділянок довжинами d_i (i=1, 2, …, 7) є сталими. Пари вантажів подаємо у виді твердих тіл з моментами інерції J_i=m_ia_i²/2 (i=1, 2, 3, 4).

Для опису руху системи використовуємо координати х_і (i=1, 2, …, 7), почат­ки яких розміщені у лівих граничних перерізах відповідних ділянок. Площу попе­речного перерізу конструкції вважаємо у межах прогону сталою величиною, яка дорівнює А_i=M_i/(ρd_i), де M_i – маса прогону металоконструкції кузова; ρ – густина матеріалу. Полярні моменти інерції поперечних перерізів записуємо як I_pi=r_i²A_і (i=1, 2, …, 7), де r_i – полярні радіуси інерції.