Utánfutós gépjárműszerelvény kanyarodásának dinamikai vizsgálata
Utánfutós gépjárműszerelvény kanyarodásának dinamikai vizsgálata
Herlett Simon BSc III. évf
e-mail: sherlett1@gmail.com
Konzulens: Beregi Sándor, Műszaki Mechanika Tanszék
e-mail: beregi@mm.bme.hu
Az utakon az egyik leggyakoribb balesetet kiváltó ok, amikor az utánfutós gépjárműszerelvény elveszti stabilitását és gyakran jól észrevehető rezgésbe kezd. Ez többek között függ az utánfutó dinamikai tulajdonságaitól, mint a tömegtől, a súlypontjának helyétől, a vontató gépjármű dinamikai tulajdonságaitól, például a tehetetlenségi nyomatékától, a tömegétől, a kerék és az út kapcsolatától, továbbá nagymértékben függ a kormányszögtől.
A gépjármű-utánfutó rendszer mozgásegyenleteinek felírása a rendszerben megjelenő kinematikai kényszerek miatt nem triviális, ugyanis sem a másodfajú Lagrange-egyenlet, sem a szabadtest-ábra módszer nem ad könnyen értelmezhető eredményt, viszont megfelelően használható rá a Gibbs-Appell egyenlet. Másik fontos része a modellnek a kerék és az út kapcsolata miatt fellépő nemlineáris kúszási szögerő-karakterisztikák meghatározása, melyet a valóságot jól közelítő kefe modell segítségével írok le.
A matematikai modell levezetésével adódik egy 3,5 szabadságfokú dinamikai rendszer, ami 7 független változót jelent 7 elsőrendű differenciálegyenletben. Ebből leválasztható 4 egyenlet 4 változóval, melyek elégségesen leírják a járműszerelvény kanyaradó mozgását, ezért a továbbiakban elég ezeket vizsgálni. Ezen differenciálegyenlet-rendszernek megvizsgálom a stacionárius pontjait és azoknak a lineáris stabilitását, továbbá a környezetükben szimuláció segítségével is képet alkotok a rendszer nemlineáris viselkedéséről is.
Dolgozatomban nagy hangsúlyt fordítok a kanyarodás vizsgálatára különböző hosszirányú sebességek esetén, figyelem a különböző kormányszögeknek a stabilitásra gyakorolt hatását, illetve további paraméterek a kanyarodó rendszerre gyakorolt hatását sem hagyom figyelmen kívül, mint például az utánfutó tömegét vagy a súlypontjának a helyét.
Ezen modellt fel lehet továbbá használni stabilabb járműszerelvény, illetve olyan szabályzó tervezésére, amellyel a stabilitási határok kitolhatók.
Irodalom:
1. Hans B. Pacejka: Tire and Vehicle Dynamics, 3rd Edition, Elsevier Science & Technology, Oxford, 2012 vol. 3 p. 90-95.
2. F. Gantmacher, Lectures in analytical mechanics, MIR Publishers, Moscow, 1975.
3. B. Krauskopf . H. M. Osinga, J,Galán-Vioque (Eds.) Numerical Continuation Methods for Dynamical Systems, 2007 p. 17-22.
szerző
-
Herlett Simon
Mechatronikai mérnöki alapszak (BSc)
alapképzés (BA/BSc)
konzulens
-
Beregi Sándor
doktorandusz, Műszaki Mechanikai Tanszék