"Механики XXI веку" №16 2017

286 / 397

Механики XXI веку. № 16 2017 г.
286
КОНСТРУКЦИИ, ТЕХНИЧЕСКИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ
СВОЙСТВА ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
УДК 629.113
Программный комплекс для численного
анализа колебаний подвески автомобиля
Часть 1. Построение модели возмущающего
воздействия неровностей дороги
Рыков С.П.a, Коваль В.С.b, Рыкова О.А.c
Братский государственный университет, ул. Макаренко 40, Братск, Россия
a b c
Ключевые слова: подвеска автомобиля, колебания, звено сглаживания, случайный микро-
профиль дороги, численный анализ, программный комплекс
В статье приводится подробное описание программного комплекса, разработанного для чис-
ленного анализа колебаний динамических систем, эквивалентных подвеске автомобиля. Даётся блок-
схема комплекса и раскрывается содержание отдельных элементов, включая моделирование случай-
ного микропрофиля дорог, моделирование звена переменного сглаживания шиной неровностей доро-
ги, расчет статических и частотных характеристик, моделирование колебаний подвески. В первой
части статьи более подробно изложен метод моделирования случайного микропрофиля дороги,
включая генерацию «белого» шума, формирование передаточной функции методом факторизации,
построение импульсной переходной функции и формирование искомого случайного микропрофиля с
заданным видом корреляционной функции, даётся оценка точности и адекватности моделирования.
Приводятся диаграммы с нормированными корреляционными функциями для пяти испытательных
дорог автополигона НИЦИАМТ смоделированных микропрофилей в сравнении с соответствующими
корреляционными функциями, полученными аппроксимацией результатов обработки неровностей
реальных дорог автополигона.
Введение. Как было отмечено ранее [9, 11, 15], получение достоверных результатов о
функционировании звена переменного сглаживания в составе колебательной системы, экви-
валентной подвеске автомобиля, и оценка влияния на подвеску новой модели сглаживающей
способности шины возможны только с использованием численных методов анализа. Такой
подход предполагает численное моделирование как функции микропрофиля испытательной
дороги, так и уравнений движения колебательной системы при наличии звена переменного
сглаживания и обратной связи от элементов подвески на параметр сглаживания этого звена.
Потребность в создании нового программного комплекса обусловлена, во-первых, по-
явлением персональных ЭВМ, обладающих высоким быстродействием, большой оператив-
ной памятью и развитым программным обеспечением, во-вторых, необходимостью ввода в
расчеты колебаний подвески новых представлений о работе пневматической шины, в част-
ности: учет упругой неоднородности покрышки, определение стабильности контакта колеса
с дорогой и др. и, в-третьих, желанием более объемной и качественной оценки статистиче-
ских и частотных характеристик исследуемых процессов и систем.
Блок-схема программного комплекса. При разработке программного комплекса
ставились следующие задачи:
1) возможность моделирования случайного микропрофиля испытательных дорог ав-
тополигона НИЦИАМТа;
2) возможность моделирования различных колебательных систем, эквивалентных
подвеске автомобиля;
3) возможность исследования колебаний систем с учетом эффекта переменного сгла-
живания шиной неровностей дороги;