Динамический анализ комплексных виброзащитных систем транспортных средств

Объекты исследования – разработанные при участии автора диссертации системы виброзащиты современных транспортных средств.Цель работы – расширение возможностей динамического анализа и прогнозирования вибронагруженности конструкций транспортных средств, а также выбор рациональных параметров виброзащитных систем на этапах их проектирования и дальнейшего совершенствования.Методы исследования. Методы динамического анализа пространственных механических систем, численные методы решения систем дифференциальных уравнений, методы математической статистики, метод конечных элементов, методы теории транспортных машин, экспериментальные методы исследования вибронагруженности транспортных средств и элементов виброзащитных систем.Достигнутые результаты. Предложены методы формирования комплексных динамических моделей виброзащитных систем, кабин, подсистем «человек – подрессоренное сиденье» при их включении в пространственные динамические модели транспортных средств.Предложен метод расчёта, в котором упругие колебания конечно-элементной модели рассматриваются совместно с большими перемещениями подвижного жёсткого каркаса упругого тела в составе динамической модели транспортного средства.Созданы новые пространственные динамические модели ряда транспортных средств, перемещающихся по дорогам с твёрдым покрытием, с учётом специфики конструкций несущих систем и тщательной проработкой особенностей элементов виброзащитных систем всех уровней, с учётом, при необходимости, деформируемости несущих систем (рам, кузовов, кабин), а также поглощающей и сглаживающей способностей шин.Представлены новые пространственные многозвенные динамические модели виброзащитных систем (подвесок транспортных средств, кабин; систем виброизоляции кузова и силового агрегата) на базе дифференциальных уравнений больших перемещений тел; с учётом нелинейностей гистерезисных динамических характеристик, с применением подробной детализации геометрических особенностей направляющих аппаратов подвесок, а также с учётом жесткостных и демпфирующих свойств шарнирных соединений.Предложены новые динамические модели подсистем «человек – подрессоренное сиденье» с детализацией представления направляющих аппаратов подвесок сидений; с учётом динамических жёсткостей подвески, подушки и спинки сиденья в зависимости от величины сухого трения и амплитуды дорожного воздействия; с уточнением упругодемпфирующих связей в модели тела человека, расположенного на сиденье.Получены новые результаты по оценке вибронагруженности и выбору рациональных параметров виброзащитных систем ряда транспортных средств при перемещении по случайным и импульсным дорожным неровностям.Новизна. Рассмотрение комплексного пространственного взаимодействия элементов виброзащитных систем, объектов виброзащиты и несущих конструкций транспортных средств с учётом детализации элементов виброзащитных систем и совершаемых ими больших перемещений в составе нелинейных динамических моделей транспортных средств при случайных и импульсных дорожных воздействиях.Внедрение. Разработанные методы формирования динамических моделей виброзащитных систем, а также полученные результаты и выводы использованы в процессе создания конструкций многоуровневых систем виброзащиты (подвесок автомобилей, кабин и сидений) ряда транспортных средств следующими организациями: ООО «Волгоградская машиностроительная компания «ВгТЗ» (г. Волгоград), ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» (г. Москва), ООО «ОКБ «АНТ» (г. Набережные Челны), ОАО «Военно-инженерный центр» группы «ГАЗ» (г. Нижний Новгород), компания «Shinjeong Development Corporation» (г. Ульсан, Южная Корея), АМО «ЗиЛ» (г. Москва).Эффективность. Рассмотрен ряд задач, полноценное решение которых ранее, на этапе проектирования, было весьма затруднительно и осуществлялось лишь в процессе анализа результатов дорожных испытаний опытных образцов и экспериментальной доводки их конструкций, что отражалось на существенном повышении стоимости работ.Область применения. Проектирование виброзащитных систем транспортных средств и их элементов.