Смекни!
smekni.com

Исследование путей повышения эффективности работы гусеничного двигателя /1-3/ (стр. 10 из 13)

Отсюда координаты точки шарнира М найдутся как:

 

Расчет данных параметров при помощи вычислительной техникипозволит точно закоординировать положение любого из элементов ведущего колеса впроцессе движения. Использование результатов данных расчетов делает возможнойреализацию программного симулятора движения упругого колеса по неровнойповерхности при помощи одноимённого пакета прикладного моделирования работымеханизмов американской фирмы AEngiCAD.


4. Физическаяосуществимость кинематической модели ведущего колеса с внутренним подрессориванием

4.1 Кинетостатическийанализ работы ведущего колеса с внутренним подрессориванием.

4.1.1 Расчетная схема

Расчетная схема для кинетостатического анализа приведена нарисунке 4.1.

Подпись: Рисунок 3.5 Расчетная схема кинетостатического анализа.

Принятые допущения:

—  все тела абсолютно жесткие;

—  на обод воздействует только нижняя ветвь гусеницы с силой Fтр;

—  крутящий момент передаётся к любой точке обода колеса без потерь;

—  упругий элемент в данный момент времени не деформирован, то естьс его стороны на обод, ведущую и ведомые ступицы не действуют силы упругости;

—  центр вращения колеса, шарниры 1 и 3 всегда лежат на одной прямой;

—  сила трения линейно зависит от реакции опорной поверхности;

—  модуль реакции опорной поверхности равен силе тяжести машины,приходящейся на данный узел.

4.1.2 Определениенеизвестных реакций в шарнирах упругого элемента

Запишем уравнения кинетостатики для данной системы:

 

  Основываясь на приведённых выше допущениях, они примут вид:

 

 

где х — расстояние отповерхности трения до шарнира 1 (определяется из конструкции механизма).

  Нетрудно заметить, что в силу всё тех же допущений, часть составляющихреакций шарниров уже известна. Так

 
;

 
;

.

Тогда выражения (4.1) примут вид

 
 

 

  Проведя простейшие преобразования, получим следующие соотношения:

 

 

Данные зависимости выведены для крайнего вертикального положенияколеса. Уравнения для определения реакций в общем случае не приводятся в даннойработе ввиду их громоздкости.

Таким образом, подставляя в полученные соотношения данные,полученные при конструкторском анализе механизма, и передавая полученные данныев программу, работающую на компьютере, становится возможным получить статистикураспределения реакций в шарнирах за один цикл, равный одному обороту колеса.

4.2 Расчет на изгибпластинчатых упругих элементов, расположенных в плоскости, перпендикулярной осиступицы

Вопрос расчета упругих элементов треугольной формы выходитдалеко за рамки обычного курса сопротивления материалов и не решаетсястандартными методами. Безусловно, данная задача имеет приоритет в дальнейшихисследованиях. Однако, повторюсь, это отдельный вопрос, требующий внимательногоизучения с точки зрения теории упругости.

В данной работе производится оценочные расчеты в первом приближении,позволяющие сделать вывод о физической реализуемости предлагаемой конструкции.

Предположим, что пластинчатый упругий элемент имеет формупрямолинейного центрально сжатого стержня.

Данный стержень при определённой величине нагрузки можетоказаться в опасном (критическом) состоянии безразличного равновесия. При этомпрямолинейная форма оси стержня будет неустойчива, и стержень может«выпучиться». Нагрузка, при которой прямолинейная форма перестаёт быть формойустойчивого равновесия, называется критической. При критической нагрузкестержень переходит к новой, криволинейной форме равновесия, что связано споявлением качественно новых деформаций. Сжимающая сила вызывает дополнительныеизгибающие моменты, линейная зависимость между нагрузками и деформацияминарушается; наблюдается сильное нарастание прогибов при малом увеличениисжимающей силы. Это явление называется продольным изгибом. Переход вкритическое состояние, как правило, сопровождается потерей несущей способностистержня и называется потерей устойчивости. Для обеспечения устойчивостизаданного деформированного состояния в конструкциях и сооружениях допускаютсянагрузки, составляющие лишь часть критических. Отношение критической нагрузки кеё допускаемой величине называется коэффициентом запаса устойчивости:

 
.

Коэффициент ny зависит отматериала стержня (рессоры). Его рекомендуемые величины находятся в пределах:для стальных стоек — 1,5¸3;для деревянных — 2,5¸3,5;для чугунных —4,5¸5,5.

Допускаемая нагрузка при расчётах на устойчивость не должнапревышать значения

 
.

Ниже приводится методика расчета для определения критических(эйлеровых) сил центрально сжатых стержней. Эти формулы справедливы лишь пристатистических нагрузках, вызывающих сжимающее напряжение ниже предела пропорциональностиматериала стержня sп.Другими словами, применимость этих формул определяется условием:

 
,

где sкр —критическое напряжение;

F —площадь поперечного сечения;

Е — модуль продольной упругостиматериала;

 —приведенная гибкость стержня при продольном изгибе;

imin —наименьший радиус инерции поперечного сечения;

m — коэффициент приведённой длины;

l —длина стержня (рессоры).