Вимушені коливання транспортного засобу при наявності панелі-амортизатора

Abstract

Розглянуто вимушені періодичні коливання моделі транспортного засобу, що складається з кузова, непідресорених мас, які моделюють колеса та елементи підвіски, а також додаткової панелі-амортизатора. Кузов та панель-амортизатор представлені у вигляді жорстких паралелепіпедів. Елементи моделі зв’язані між собою системою пружин та амортизаторів. Динаміка запропонованої моделі, що може відноситися як до легкових, так і до вантажних автомобілів, описується нелінійною дисипативною системою з 10 степенями свободи. Наведено значення власних частот та домінуючи координати, що притаманні модам коливань лінеаризованої системи, параметри якої відповідають конкретному автомобілю. Для оцінки реакції системи на зовнішні впливи обрано гармонічні навантаження, що прикладено до непідресорених мас. Методами числового моделювання отримано амплітудно-частотні характеристики системи для п’яти варіантів пружних характеристик пружин, що зв’язують кузов та додаткову панель, причому розглядаються також випадки суттєво нелінійних пружин. Деякі варіанти по суті належать до класу так званих "квазінульових пружних характеристик". Наближена оцінка часу перехідних процесів визначається з використанням власних значень лінеаризованої системи. Застосована оцінка гарантує, що навіть найповільніша мода власних коливань згасне до менше ніж 1% від її початкового внеску. Forced periodic vibrations of a vehicle model consisting of a body, unsprung masses that model the wheels and suspension elements, as well as an additional shock absorber panel, are considered. The body and the absorber panel are represented in the form of rigid parallelepipeds. The elements of the model are interconnected by a system of springs and shock absorbers. The dynamics of the proposed model, which can apply to both passenger cars and trucks, is described by the nonlinear dissipative system with 10 degrees of freedom. The values of the natural frequencies and dominant coordinates inherent in the vibration modes of the linearized system, the parameters of which correspond to a specific car, are given. To assess the system's response to external influences, harmonic loads applied to the unsprung masses are considered. Numerical modeling has been used to obtain the frequency responses of the system for five variants of the elastic characteristics of the spring connecting the body and the additional panel, and cases of significantly nonlinear springs are also considered. Some variants essentially belong to the class of so-called “quasi-zero elastic characteristics”. An approximate estimate of the transient time is determined using the eigenvalues of the linearized system. The estimate used guarantees that even the slowest mode of natural oscillations will die out to less than 1% of its initial contribution.