Вопросы исследования внутренней динамики пневмогидравлических устройств яв-ляются весьма актуальными. Особенно важным является исследование теплонагру-женности. Применяемые в настоящее время методики математического моделирова-ния, созданные на базе метода конечных элементов, требуют индивидуального под-бора параметров для каждого устройства. Используемая в статье модель учета теплонагруженности, основанная на методе конечных разностей Шмидта, позволяет проводить исследование пневмогидравлических устройств различных конструкций с минимальными предварительными затратами времени. Приведены результаты ис-следования внутренней динамики работы таких устройств. Представлены результаты имитационного моделирования и стендовых испытаний пневмогидравлических рес-сор колесной машины промежуточной весовой категории и гусеничной машины лег-кой весовой категории на тепловую нагруженность. Показана высокая адекватность математической модели, созданной в среде Simulink/Simscape.Ключевые слова: пневмогидравлические рессоры, плавность хода, блок учета тепло-нагруженности, метод конечных разностей Шмидта, среда Simulink/Simscape, библио-тека SimHydraulics.Internal dynamics of hydro-pneumatic devices is an important area for research, with thermal loading being of particular relevance. Currently used methods of mathematical modeling based on the finite element method require individual selection options for each device. In this paper, the authors use thermal loading model based on the Schmidt finite difference method. It can be used to study hydro-pneumatic devices of various designs with minimal preliminary time required. The results of the study of internal dynamics of such hydro-pneumatic devices are presented. These include the results of simulation and bench testing of hydro-pneumatic suspensions of a wheeled and a tracked vehicle of the light weight class for thermal loading. The high reliability of the mathematical model developed in the Simulink/Simscape environment is demonstrated.

The development of engineering and technology makes it possible to exclude direct human work in hazardous conditions, replacing it with remote control of robotic complexes. Moreover, mobile robotic systems (MRS) of the ultralight weight category, weighing up to 30 kg, are becoming more widespread. Due to their compactness and ease of transfer from one facility to another, they have become indispensable in the urban environment, for example, when it is necessary to work after man-made accidents or terrorist attacks, for mine clearance, to eliminate the consequences of the release of toxic substances, etc. However, for ultralight MRS the process of overcoming obstacles, encountered in an urban environment and easily overcomed by people or larger machinery, can be an insurmountable task. In this regard, an urgent issue is the choice of rational design parameters of the mover. This article is devoted to the study of MRS with variable mover geometry in overcoming typical urban obstacles - curbs and stairs. At the beginning of the article, traffic conditions are described and a classification of city obstacles is given for the reasons for their occurrence and the difficulty to overcome. Further, the article presents the options for mover used in super-light weight category of MRS. The analysis of mover, that is more suitable for urban conditions and requirements for the dimensions of the chassis of MRS are given. In the main part of the article, a study of the dynamics of the movement of MRS weighing 25 kg in the “Universal Mechanism” software for overcoming a vertical step of 0.11 m high (as a typical example of entering a curb) and a staircase with five steps and dimensions for one step are 0.330x0.145 m is presented. Based on the results of the simulation, the conclusions were drawn and the relationship between the recorded overloads acting on the MRS body and the linear dimensions of MRS chassis were shown.

Modern pneumohydraulic suspension systems for high-speed tracked vehicles have fairly typical versions of kinematic schemes, implying the installation of an elastic-damping element directly on the suspension housing (inside or outside). This solution is structurally relatively simple, and it is understood that it allows to reduce the values of unsprung masses. Other options, with placement of elastic and damping elements inside the guide elements (balancers), did not “take root” due to the greater structural complexity of both elastic or damping element and the suspension guide element. In addition to the structural complexity of implementation, such a solution increases the values of unsprung masses and, most importantly, complicates the organization of the cooling system. The protruding elements of the chassis are clogged with soil, snow (mud) when driving, which acts as a heat insulator. Nevertheless, with modern technological capabilities, these difficulties can be over-come to a certain extent, in whole or in part. However, despite the above disadvantages, this solution also has important advantages: the sus-pension does not take up space in the reserved volume, but is completely inside the tracked bypass, which allows using the housing volume more efficiently, and, in addition, providing the most suc-cessful bottom design for protection from mine detonation (in the case of a heavy tank “Object 279”, this also made it possible to significantly increase the cross-country ability). This article provides an overview of Soviet prototypes of heavy and rocket tanks, which suspen-sion system was implemented in the guide element. The article also presents a method for determin-ing the power and kinematic transfer functions for these suspension options, analyzes the design implementations and shows that the characteristics of the elastic elements of experimental vehicles meet modern requirements for the suspensions of high-speed tracked vehicles.

Введение. При проектировании быстроходных транспортных машин неизбежно возникает вопрос преодоления с хода единичных препятствий -как созданных искусственно (контрэскарп и т. д.), так и сформировавшихся естественным путем (овраги, обрывистые бере-га водных преград и т. п.). Это связано не только с возрастающими возможностями системы подрессоривания (СП), но и с существенно улучшившимися за последнее время тяговыми свойствами [1][2][3]. Со-временные быстроходные гусеничные машины имеют высокую удельную мощность (например, машина Ripsaw EV2 (США) -до 155 л. с./т [4]), что позволяет обеспечивать среднюю скорость движе-ния по тяговым возможностям не менее 60…70 км/ч [5]. Ограниче-ние средней скорости движения, таким образом, обусловлено только несовершенством СП, иными словами -ее недостаточной энергоем-костью [6].Повышение энергоемкости СП, однако, имеет пределы: для эки-пажных машин она ограничена физиологическими возможностями че-ловека. Без специальной подготовки человек может выдержать кратко-временные ускорения до 35 м/с 2 на уровне «довольно неприятных ощущений» [7]. Таким образом, предельные силы в СП должны быть такими, чтобы ускорения на месте механика-водителя от действия упругих и неупругих сил не превышали указанного значения.Инженерный журнал: наука и инновации # 6·2017Предельно допустимые ускорения ограничивают значение сум-марной удельной потенциальной энергии подвески и одновременно позволяют ввести однозначную связь между полным ходом под-вески f п и ее энергоемкостью U:где M п -подрессоренная масса машины, кг; z̈ -предельно допу-стимые ускорения, м/с 2 . В то же время при известном полном ходе подвески и известных допускаемых ускорениях можно определить предельную высоту единичной неровности, падение с которой будет сопровождаться ускорениями, не превышающими допустимых. Эта зависимость име-ет видИными словами, если выразить ускорения z̈ в долях от ускорения свободного падения, можно сказать, что предельная высота падения машины равна значению относительного замедления, умноженному на полный ход подвески. Так, предельная высота падения состав-ляет 3f п для допустимых перегрузок 3g и 3,5f п -для перегрузок 3,5g. Из приведенных зависимостей ясно, что дополнительно увели-чить предельную высоту преодолеваемой с хода единичной неровно-сти можно лишь ценой возрастания допустимых перегрузок, что не-желательно для экипажных машин [8]. Таким образом, можно резю-мировать, что выбор сопротивления для демпфирующего элемента СП сводится к нахождению такой характеристики демпфирующего элемента, которая при известной характеристике упругого элемента подвески позволит обеспечить требуемую энергоемкость [7,9].В статье показано, что демпфирующую характеристику можно подобрать путем имитационного математического моделирования и выделения демпфирующей характеристики из суммарной силы со-противления СП [7].Описание математической модели подбора демпфирующей характеристики. Имитационная математическая модель представля-ет собой модель, описывающую свободное падение одномассовой колебательной системы с заданной высоты (...

No abstract