Теория движения военных колесных машин. Лекция 2

Содержание

Слайд 2

В зависимости от направления продольной силы Px и крутящего момента Mк,

В зависимости от направления продольной силы Px и крутящего момента Mк,

действующих на колесо принято различать различные режимы силового нагружения.

Режимы силового нагружения

Слайд 3

Ведомый режим Mк = 0 Px

Ведомый режим

Mк = 0
Px < 0

Слайд 4

Свободный режим Mк > 0 Px = 0

Свободный режим

Mк > 0
Px = 0

Слайд 5

Ведущий режим Mк > 0 Px > 0

Ведущий режим

Mк > 0
Px > 0

Слайд 6

Нейтральный режим Mк > 0 Px

Нейтральный режим

Mк > 0
Px < 0

Слайд 7

Тормозной режим Mк Px

Тормозной режим

Mк < 0
Px < 0

Слайд 8

Кинематические параметры колеса Для записи уравнений и описания движения колеса используют

Кинематические параметры колеса

Для записи уравнений и описания движения колеса используют следующие

понятия о его радиусах и скоростях.

1. Свободный радиус rсв колеса равен половине диаметра наибольшего окружного сечения беговой дорожки колеса при отсутствии его контакта с опорной поверхностью.

Lб.д. – длина наибольшей окружности беговой дорожки шины.

Слайд 9

Кинематические параметры колеса 2. Статический радиус rст колеса – это расстояние

Кинематические параметры колеса

2. Статический радиус rст колеса – это расстояние от

центра неподвижного колеса (ωк = 0, vкх= 0), на которое действует только нормальная сила Рz > 0, до опорной поверхности. Он определяется нормальной деформацией шины hz:

hz – нормальная деформация (прогиб) шины.

Слайд 10

Кинематические параметры колеса 3. Динамический радиус rд колеса – это расстояние

Кинематические параметры колеса

3. Динамический радиус rд колеса – это расстояние от

центра движущегося колеса до опорной поверхности.

Этот радиус незначительно отличается от rст и зависит от режима силового нагружения и скорости движения.

Слайд 11

Кинематические параметры колеса 4. Кинематический радиус колеса (радиус качения) rк –

Кинематические параметры колеса

4. Кинематический радиус колеса (радиус качения) rк – это

чисто математическая величина, определяющая радиус условного жесткого колеса, которое за один оборот проходит путь, равный пути, проходимому эластичным колесом:

Значение rк зависит от тангенциальной силы Px , крутящего момента Мк , упругой деформации беговой дорожки шины и ее скольжения относительно опорной поверхности.

Слайд 12

Радиус качения Необходимость в таком радиусе объясняется тем, что вследствие тангенциальной

Радиус качения

Необходимость в таком радиусе объясняется тем, что вследствие тангенциальной эластичности

и проскальзывания отдельных элементов путь S, проходимый колесом за n его оборотов, не равен произведению величины 2πn на радиус rд.
Путь колеса будет равен произведению 2πn на rк.
Радиус качения обычно определяют экспериментально путем замера пройденного колесом пути S за n его оборотов.
Слайд 13

При положительных значениях Мк и Рх часть шины, приближающаяся к зоне

При положительных значениях Мк и Рх часть шины, приближающаяся к зоне

контакта, сжимается и длина окружности беговой дорожки уменьшается, а при отрицательных значениях Мк и Рх эта часть шины растягивается и длина беговой дорожки увеличивается.
Слайд 14

При малых значениях Мк и Рх интегральное значение скорости скольжения vs

При малых значениях Мк и Рх интегральное значение скорости скольжения vs

в пятне контакта близко к нулю и изменение радиуса качения определяется только упругой окружной деформацией беговой дорожки. Для большинства шин изменение rк от силовых параметров близко к линейной зависимости.
Слайд 15

Эту упругую деформацию иногда называют упругим скольжением. Изменение rк при отсутствии

Эту упругую деформацию иногда называют упругим скольжением. Изменение rк при отсутствии

непосредственного скольжения (vs = 0) определяется радиусом чистого качения rк0.
rк0 — радиус качения колеса без скольжения (или радиус чистого качения), присутствует только «упругое скольжение».
Слайд 16

Базовыми точками при определении rк0 являются значения радиуса rкв в ведомом

Базовыми точками при определении rк0 являются значения радиуса rкв в ведомом

режиме качения (Мк = 0) и rксв – в свободном режиме качения (Рх = 0).

Для описания изменения rк0 используют линейные зависимости:

λМ, – коэф. тангенциальной эластичности по моменту;
λP, – коэф. тангенциальной эластичности по силе.

Слайд 17

Базовыми точками при определении rк0 являются значения радиуса rкв в ведомом

Базовыми точками при определении rк0 являются значения радиуса rкв в ведомом

режиме качения (Мк = 0) и rксв – в свободном режиме качения (Рх = 0).

Для описания изменения rк0 используют линейные зависимости:

λМ, – коэф. тангенциальной эластичности по моменту;
λP, – коэф. тангенциальной эластичности по силе.

Слайд 18

Значения rк0 ограничиваются возможностью максимального сжатия и растяжения беговой дорожки шины.

Значения rк0 ограничиваются возможностью максимального сжатия и растяжения беговой дорожки шины.

При

интенсивном скольжении (неупругом) характер изменения rк нелинейный и зависит в основном от взаимодействия беговой дорожки с опорной поверхностью (сплошные и пунктирные кривые на рисунке) элементарных скоростей и касательных сил в зоне контакта.
Слайд 19

При качении эластичного колеса скорости скольжения отдельных элементов беговой дорожки относительно

При качении эластичного колеса скорости скольжения отдельных элементов беговой дорожки относительно

опорной поверхности в зоне контакта различны.
В дальнейшем будем рассматривать условную усредненную для всего контакта скорость скольжения контакта шины относительно опорной поверхности - vs.
Слайд 20

Каждая точка на окружности с радиусом rк0 движется относительно центра т.

Каждая точка на окружности с радиусом rк0 движется относительно центра т.

Oк с относительной скоростью vотн и переносной vкx, относительно опорной поверхности, определяемой действительным радиусом качения:

Абсолютная скорость точек равна сумме векторов переносной и относительной скоростей.

Слайд 21

Точку O, в которой абсолютная скорость равна нулю, принято называть мгновенным

Точку O, в которой абсолютная скорость равна нулю, принято называть мгновенным

центром вращения колеса.
Скорость скольжения определяется выражением

Скольжение колеса принято оценивать коэффициентом продольного скольжения:

Возможны три случая качения колеса.

Слайд 22

Чистое качение колеса Мгновенный центр вращения т. O совпадает с центром контакта т. Oш.

Чистое качение колеса

Мгновенный центр вращения т. O совпадает с центром контакта

т. Oш.
Слайд 23

Буксование колеса Мгновенный центр вращения т. O находится выше центра контакта т. Oш.

Буксование колеса

Мгновенный центр вращения т. O находится выше центра контакта т.

Oш.
Слайд 24

Юз колеса Мгновенный центр вращения т. O находится ниже центра контакта т. Oш.

Юз колеса

Мгновенный центр вращения т. O находится ниже центра контакта т.

Oш.
Слайд 25

Радиус качения определяется по уравнению: При этом учитывается только непосредственное скольжение

Радиус качения определяется по уравнению:

При этом учитывается только непосредственное скольжение и

rк может быть получен при известной величине rк0.
Величина rк0 зависит от вертикальной нагрузки на колесо Рz, продольной силы Рх и давления воздуха в шинах pw

Определение rк0 в большинстве случаев достаточно трудоемко.