Размещение штучного груза на АТС. Определение центра масс АТС и нормальных реакций дороги

2 Размещение груза на АТС

2.1 Размещение штучного груза на АТС

При решении задачи требуется найти значение абсциссы ЦМ груза, обеспечивающее размещение ЦМ в пределах базы автомобиля и распределение массы груза по осям АТС в соответствии с техническими данными, расчет проводится по методике представленной в [1].

Используя значения собственной и полной массы автомобиля (табл.1), распределенной по его осям, определим абсциссы ЦМ порожнего (ЦМ_о) и груженного (ЦМ_а) автомобиля в системе прямоугольных координат (рис.1) xoh по формулам, мм х_о=m_o2·L / m_o,                                                                                                        (2.1)     х_о=(630∙2800)/1400=1260;

Кузов автомобиль загружен шестью единицами груза: пять человек и один штучный груз. Тогда координата общего центра масс этих грузов определяется по формуле, мм

x_г=(х_п1m_п1+х_п2m_п2+х_гm_г)/(m_п1+ m_п2+m_г),                                                         (2.2)

х_г=(1481∙136+2222∙204+3556∙50)/(136+204+50)=2135;

h_г=(h_п1m_п1+h_п2m_п2+h_гm_г)|(m_п1+m_п2+m_г)                                                           (2.3)

h_г=(630∙136+630∙204+630∙50)/(136+204+50)=630.

Так как, масса груза равна грузоподъемности АТС и его габариты позволяют разместить ЦМ на вертикали, проходящей через х_г, то масса груженного АТС будет распределена по его осям согласно технической характеристике.

2.2 Определение центра масс АТС и нормальных реакций дороги

Центр масс автомобиля определяют для использования его координат при анализе устойчивости АТС и расчете нормальных реакций дороги, значение которых необходимы при расчете силы сцепления ходовых колес с опорной поверхность в тяговом и тормозном режимах движения.

Значение абсцисс и ординат центров масс порожнего (ЦМ_о), груженного (ЦМ_а) АТС и груза (ЦМ_г) определяют в координатах АТС xoh (рис.1), в частности, абсцисса х_о уже была рассчитана ранее, а ординату h_o в первом приближении принимают, мм

h_o=1,5·r_k,                                                                                                            (2.4)

h_о=1,5∙321=482.

Значение координат ЦМ_г рассчитаны выше.

х_г=2135 мм;

h_г=630 мм.

Абсциссу ЦМ_а рассчитывают по формуле, мм х_а=(х_о·m_o+x_г·m_г) / (m_o+m_г),                                                                               (2.5)

х_а=(1260·1400+2135·390)/(1400+390)=1451.

Ординату, мм

h_a=(h_о∙m_о+h_г·m_г) / (m_о+m_г),                                                                               (2.6)

h_a=(482∙1400+630∙390)/(1400∙390)=514.

Полученные результаты запишем в таблицу 3 и отразим на рис.1.

Таблица 3 – Координаты центров масс АТС

Для определения нормальных реакций дороги R_z, действующих на автомобиль, стоящий на горизонтальной опоре, можно использовать данные о распределение массы по ходовым осям. В частности, нормальные реакции, действующие на порожний автомобиль равны, H

R^´_zо1=m_o1·g,                                                                                                        (2.7)

R^´_zо1=770·10=7700;

R^´_zо2=m_o2·g,                                                                                                        (2.8)

R^´_zо2=630·10=6300.

При известных координатах ЦМ_а нормальные реакции, для полностью груженного автомобиля, определим из уравнений моментов, составленного относительно начала координат О, Н

R_zа2=(m_o+m_г)·g·x_a / L,                                                                                        (2.9)

R_zа2=(1400+390)·10·1451/2800=9276;

R_zа1=(m_o+m_г)·g-R_zа2,                                                                                        (2.10)

R_zа1=(1400+390)·10-9276=8624.

2.3 Определение аэродинамических параметров АТС

Учитывая, что сила сопротивления воздуха прямо пропорциональна лобовой площади АТС, определим эту площадь с помощью контура автомобиля представленного на рис.1. Для этого представим контур автомобиля с помощью геометрических фигур площадью, м²

S=а·b,

S1=1,62345,

S2=S2’=0,090465,

S3=S3’=0,057498,

S4=S4’=0,015059,

S5=S5’=0,068450,

S6=0,093166.

Тогда лобовая площадь автомобиля, м²

S=S1+S2+S2’+S3+S3’+S4+S4’+S5+S5’+S6,

F=S=1,62345+0,090465·2+0,057498·2+0,015059·2+0,068450·2+0,093166=

=2,17956≈2.18.

По приложению 4 [1], выберем коэффициент аэродинамического сопротивления С_х, который для данного автомобиля равен:

С_х=0,32.