Особенности построения математических моделей автоцистерн при моделировании их динамики

УДК 629.35
Авторы Шимановский Александр Олегович, доктор технических наук, доцент
Аннотация Рассматриваются принципы построения математических моделей автоцистерн, которые позволяют наряду с уменьшением затрат времени на расчеты облегчить интерпретацию полученных результатов. Анализ колебаний жидкости в резервуаре цистерны выполнен на основе использования модели эквивалентного твердого тела, соединенного с резервуаром с помощью вязкоупругого элемента. Установлено, что учет массы колес и деформаций рессор существенно не повышает точность расчета кинематических и динамических параметров цистерны при торможении. Подтвержден обнаруженный ранее эффект чередования режимов качения колес с проскальзыванием и без него при экстренном торможении автоцистерны. Полученные результаты могут быть использованы при совершенствовании тормозных систем цистерн, а также при обучении безопасным приемам вождения транспортных средств.
Ключевые слова автоцистерна; торможение; эквивалентная механическая модель; качение с проскальзыванием
  Литература
1. Пожарная техника / М.Д. Безбородько [и др.]. – М.: ВИПТШ, 1989. – 334 с.
2. Гончаров, А.Н. Предупреждение чрезвычайных ситуаций при транспортировке опасных грузов / А.Н. Гончаров, О.В. Жариков // Чрезвычайные ситуации: Теория. Практика. Инновации: сб. материалов науч.-практ. конф. – Гомель: ГВКИУ, 2002. – С. 173–177.
3. Защита окружающей среды Европы: Третья оценка. – Копенгаген: Европейское агентство по охране окружающей среды, 2004. – 342 с.
4. Кулаковский, Б.Л. Исследование поведения жидкости в емкости автоцистерны в дорожных условиях / Б.Л. Кулаковский // Пожарная техника и тушение пожаров: сб. тр. / ВНИИПО МВД СССР. – М., 1979. – № 18. – С. 10–16.
5. Кавтырев, А.В. О тормозной динамике пожарных автоцистерн / А.В. Кавтырев, А.М. Краснобельмов // Пожарная техника и тушение пожаров: сб. тр. / ВНИИПО. – М., 1981. – С. 144–147.
6. Mallikarjunarao, C. Tank trailer stability analysis / C. Mallikarjunarao, P.S. Fancher // Ann Arbor: Highway Safety Research Institute, 1979. – 153 p.
7. Черноусько, Ф.Л. Движение твердого тела с полостями, содержащими вязкую жидкость / Ф.Л. Черноусько. – М.: Вычислительный центр АН СССР, 1968.– 230 с.
8. Bauer, H.F. Liquid sloshing in a cylindrical quarter tank / H.F. Bauer // AIAA Journal. – 1963. – Vol. 1, № 11. – P. 2601–2606.
9. Ibrahim, R.A. Liquid sloshing dynamics: Theory and applications / R.A. Ibrahim. – Cambridge: Cambridge University Press, 2005. – 948 p.
10. Высоцкий, М.С. Динамика автомобильных и железнодорожных цистерн / М.С. Высоцкий, Ю.М. Плескачевский, А.О. Шимановский. – Минск: Белавтотракторостроение, 2006. – 320 с.
11. Cheli, F. Simulation of Sloshing in Tank Tracks / F. Cheli, V. D’Alessandro, А. Premoli, E. Sabbioni // International Journal of Heavy Vehicle Systems. – 2013. – Vol. 20. – P. 11–18.
12. Liu, K. Simulation of liquid slosh in braking process of tank truck / K. Liu, N. Kang //Journal of Bei-jing University of Aeronautics and Astronautics. – 2009. – Vol. 35. – P. 799–803.
13. Shimanovsky, A. Modeling of Newtonian and Non-Newtonian liquid sloshing in road tanks while braking / A. Shimanovsky, M. Kuzniatsova, А. Sapietov? // Applied Mechanics and Materials. – 2014. – Vol. 611. – P. 137–144.
14. Dai, L. A new non-linear approach to analyzing the dynamic behavior of tank vehicles subjected to liquid sloshing / L. Dai, L. Xu, B. Setiawan // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part K: Journal of Multi-body Dynamics. – 2005. – Vol. 219. – P. 75–86.
15. Deng, X. Equivalent mechanical models of tuned liquid dampers with different tank geometries / X. Deng, M.J. Tait // Canadian Journal of Civil Engineering. – 2008. – Vol. 35. – P. 483–495.
16. Ranganathan, R. Impact of liquid shift on the braking characteristics of partially filled tank vehicles / R. Ranganathan, Y.S. Yang // Vehicle system dynamics. – 1996. – Vol. 26. – P. 223–240.
17. Гриднев, С. Ю. Использование механического аналога жидкости для моделирования колебаний автоцистерны при разгоне и торможении / С. Ю. Гриднев, А. Н. Будковой // Научный вестник ВГАСУ. Строительство и архитектура. – 2011. – № 1. – С. 98–106.
18. Кузнецова, М.Г. Анализ влияния перемещения жидкого груза в резервуарах цистерн на кинема-тические и динамические параметры автомобиля при торможении / М.Г. Кузнецова // Актуаль-ные вопросы машиноведения. – 2014. – № 3. – C. 201–204.
19. Dodge, F.T. The new «Dynamic behavior of liquids in moving containers» / F.T. Dodge. – San Anto-nio: Southwest Research Institute, 2000. – 195 p.
20. Шимановский А.О. Модифицированная дискретно-массовая модель цистерны с жидкостью / А.О. Шимановский // Механика, научные исследования и учебно-методические разработки. – 2011. – Вып. 5. – С. 163–165.
21. Гриднев, С.Ю. Моделирование колебаний балочных систем при переходных режимах движения транспортных средств с жидкими грузами / С.Ю. Гриднев, А.Н. Будковой // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Строительство и архитектура. – 2014. – № 4 (36). – С. 113–125.