Preview

Труды НАМИ

Расширенный поиск

Автоматизация нагружения конечно-элементных моделей несущих систем олёсных машин с применением метода инерционной разгрузки и твердотельной динамической модели автомобиля

Аннотация

Объект исследования - несущие системы колёсных машин: рамы, корпуса и кузова. Предмет исследования - способы расчёта напряжённо-деформированного состояния несущих систем колёсных машин на основе метода конечных элементов. Цель работы - снижение трудоёмкости таких вычислений при рассмотрении большого числа расчётных случаев за счёт автоматизации нагружения и формирования граничных условий, с применением метода inertia relief (инерционная разгрузка) и метода твердотельной динамической модели автомобиля. На примере сложной несущей системы с шарнирным сочленением проведено два типа расчётов - с использованием метода inertia relief и метода твердотельной динамической модели, а также с применением «классического» метода задания нагрузок через упрощённые балочно-стержневые модели подвески, колёс, рулевого управления, стабилизатора поперечной устойчивости. Расчёты обеих моделей проведены для нескольких характерных для несущей системы расчётных случаев. Результаты расчёта показали адекватность полученного напряжённо-деформированного состояния для метода расчёта inertia relief по сравнению с «классическим» методом. Вместе с тем сделан вывод о большей точности задания действующих на несущую систему нагрузок в методе inertia relief - за счёт учёта локального изменения направления действующих сил в точках крепления подвески и других механизмов для различных расчётных случаев - по сравнению с «классическим» методом нагружения несущей системы. Сравнение расчётов показывает, что применение метода inertia relief даёт не только наибольшую точность расчёта напряжённо-деформированного состояния несущей системы автомобиля в локальных зонах, но также значительно снижает трудоёмкость расчётов при рассмотрении большого числа расчётных случаев в результате автоматизации формулировки граничных условий и нагрузок при их передаче из твердотельной динамической модели автомобиля.

Об авторах

Д. С. Вдовин
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)»
Россия


И. В. Чичекин
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)»
Россия


Я. Ю. Левенков
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)»
Россия


Список литературы

1. Проектирование полноприводных колёсных машин: Учебник для вузов: В 3 т. / Б.А. Афанасьев, Б.Н. Белоусов, Г.И. Гладов и др.; Под ред. А.А. Полунгяна. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008

2. Kotiev G.O., Padalkin B.V., Kartashov A.B., Dyakov A.S. Designs and development of Russian scientific schools in the field of cross-country ground vehicles building // ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. - 2017. - Vol. 12. - No. 4. - P. 10641071.

3. Кушвид Р.П., Чичекин И.В. Шасси автомобиля. Конструкция и элементы расчёта: учебник / Р.П. Куш-вид, И.В. Чичекин. - М.: МГИУ, 2014. - 555 с.

4. Barton D.C., Fieldhouse J.D. Automotive Chassis Engineering. - Springer Science+Business Media, B.V., 2018. - 327 p.

5. Genta G., Morello L. The Automotive Chassis. Vol. 1: Components Design. - Springer Science+Business Media, B.V - 2009. - 627 р.

6. Горобцов А.С., Шурыгин В.А., Серов В.А., Дьяков А.С., Лаптева В.О., Макаров А.А. Разработка математической модели многоопорной транспортной машины для перевозки крупногабаритных неделимых грузов // Грузовик. - 2014. - № 11. - С. 2-5.

7. Барышников Ю.Н. Проблемы создания математических моделей для расчёта несущих систем карьерных самосвалов // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. - 2011. - № 4, ч. 2. - С. 54-56.

8. Горобцов А.С., Карцов С.К., Поляков Ю.А., Дьяков А.С. Динамический анализ параметров передней подвески кабины грузового автомобиля // Известия МГТУ МАМИ. - 2014. - № 4 (22). - Т. 1. - С. 74-80.

9. Чугунов М.В., Кечемайкин В.Н., Панин М.В., Полунина И.Н., Махров Г.А. Анализ статической прочности и жёсткости несущих элементов конструкции электромобиля BravoEgo // Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ». - 2016. - Т. 8. - № 3. URL: http:// naukovedenie.ru/PDF/134TVN316.pdf (дата обращения: 30.01.2018).

10. Вдовин Д. С. Расчёт нагрузок на звенья независимой подвески ходовой части автомобиля 8х8 с использованием NX Motion / 85-я международная научно-техническая конференция Ассоциации автомобильных инженеров «Будущее автомобилестроения в России»: сборник трудов секции «Автомобили и тракторы». - М.: МАМИ, 2014. - С. 2-6.

11. Исаев Е.У., Соломатин Н.С., Ковтун В.В., Карпов В.М. Этапы разработки легкового автомобиля. -Тольятти: Издательство ТГУ, 2005. - 82 с.

12. Vdovin D., Chichekin I. Loads and Stress Analysis Cycle Automation in the Automotive Suspension Development Process // Procedia Engineering. - 2016. -Vol. 150. - P. 1276-1279.

13. Левенков Я.Ю., Чичекин И.В. Определение параметров модели рессоры для анализа нагрузок и оценки прочности элементов подвески в системе расчёта динамики твёрдых тел // Инженерный вестник. - 2016. - № 12. - С. 4.

14. Ryan R.R. ADAMS // In Supplement to Vehicle System Dynamics. - 1993. - V. 22. - P. 144-152.

15. Вдовин Д.С., Чичекин И.В., Поздняков Т.Д. Виртуальный стенд для определения нагрузок на рулевое управление автомобиля // Инженерный журнал: наука и инновации. - 2017. - № 8 (68). - С. 3.

16. Dempsey M., Fish G., Beltran J.G.D. High fidelity multibody vehicle dynamics models for driver-in-the-loop simulators / Proceedings of the 11th International Modelica Conference September 21-23, 2015, Versailles, France. - P. 273-280.

17. Kong Y.S., Abdullah S., Omar M.Z., Haris S.M. Side force analysis of suspension strut under various load cases // Jurnal Teknologi (Sciences and Engineering). - 2016. - Vol. 78. - No. 6. - P. 85-90.

18. Farid M.L. Fundamentals of multibody dynamics: theory and applications. - Birkhauser, 2006. - 684 р.

19. Bremer H. Elastic Multibody Dynamics. - Springer Science+Business Media, B.V., 2008. - 451 р.

20. Liao L. A Study of Inertia Relief Analysis / 52nd AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics and Materials Conference. - Denver, Colorado, 2011. - P. 1-10.

21. Левенков Я.Ю., Вольская Н.С. Сглаживающая способность пневматической шины автомобильного колеса при взаимодействии с твёрдой неровной опорной поверхностью // Технология колёсных и гусеничных машин - Technology of Wheeled and Tracked Machines. - 2015. - № 1. - С. 20-26.

22. Gorelov V.A., Komissarov A.I. Mathematical Model of the Straight-line Rolling Tire-Rigid Terrain Irregularities Interaction // Procedia Engineering. - 2016. - Vol. 150. - P. 1322-1328.

23. Вольская Н.С., Левенков Я.Ю., Русанов О.А. Моделирование автомобильной пневматической шины, взаимодействующей с твёрдой неровной опорной поверхностью // Наука и образование. - 2013. -№ 5. - С. 107-124.

24. Горелов В.А., Падалкин Б.В., Чудаков О.И. Математическая модель прямолинейного движения по деформируемой опорной поверхности двухзвенного седельного автопоезда с активным полуприцепным звеном // Вестник Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана. Серия: Машиностроение. - 2017. - № 2 (113). - С. 121-138.


Рецензия

Для цитирования:


Вдовин Д.С., Чичекин И.В., Левенков Я.Ю. Автоматизация нагружения конечно-элементных моделей несущих систем олёсных машин с применением метода инерционной разгрузки и твердотельной динамической модели автомобиля. Труды НАМИ. 2018;(1):36-50.

For citation:


Vdovin D.S., Chichekin I.V., Levenkov Ya.Yu. Automation loading of finite element models of wheeled vehicles undercarriage by means of inertia relief method and vehicle dynamic solid-state model. Trudy NAMI. 2018;(1):36-50. (In Russ.)

Просмотров: 202


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 0135-3152 (Print)