Упругость и ее реализация в физической модели БЗС_2

[ROSS_BW_Kuznechik]

Тем не менее не ясно зачем смещать центр.

 

Обжатие пневматика (стойки) на графике не относительно земли (поверхности), а относительно точки "подвисания" (0-я координата), момент когда обжатия стойки и пневматика равны 0,

а пневматик шасси только коснулся поверхности.

 

А величина справочных (то, что может визуально проверить лётчик и техник) стояночных обжатий 47 и 63 мм.  - это относительно земли (поверхности).

 

Посмотри на правую часть графиков - условно статическую. Почему кривая графика центра тяжести не вернулась в исходный 0 - точку "подвисания"?

Соответственно какую величину в правой части отображают графики обжатий стойки и пневматика и  относительно чего? Тут и ответ.

 

Сам не догонял, пока не нарисовал чертёж со всеми точками и их движениями.

Изменено 28 августа 2016 пользователем =BW=Kuznechik

[vasmann]

Обжатие пневматика (стойки) на графике не относительно земли (поверхности), а относительно точки "подвисания" (0-я координата), момент когда обжатия стойки и пневматика равны 0, а колесо только коснулось поверхности.

 

А величина справочных стояночных обжатий 47 и 63 мм.  - это относительно земли (поверхности).

 

Посмотри на правую часть графиков - условно статическую. Почему кривая графика центра тяжести не вернулась в исходный 0 - точку "подвисания"?

Соответственно какую величину отображают графики обжатий стойки и пневматика и  относительно чего? Тут и ответ.

Так когда не обжаты в момент касания 0 - это как раз ноль на земле. Дальше каждый график показывает свое обжатие, плюс суммарный - показывающий просадку. Чтобы он показывал движение ц.м. его надо "перевернуть" и прибавить к нему как раз сумму необжатых стойки и пневматика. График ц.т. - это просадка, а не движение ц.т. И он как раз показывате что ц.т относительно нулевого состояния просел (Чем больше значение на графике, тем больше обжатие и тем ближе ц.т к земле).

>Соответственно какую величину отображают графики обжатий стойки и пневматика и  относительно чего? Тут и ответ.

Каждый график показывает обжатие относительно не обжатого (колеса/стойки). 

Не вернулся ц.т потому, что часть энергии удара погасили пневматик и стойка. Но, чем меньше значение на графике, тем выше над землей поднялся цт и наоборот.

Изменено 28 августа 2016 пользователем vasmann

[ROSS_BW_Kuznechik]

=BW=Kuznechik, on 26 Aug 2016 - 08:22, said: А совпадение графиков движения ц.т. груза и обжатия пнематика до t= 0.04 сек. - это ошибка? Получается пневматик стал обжиматься с самого начала движения,  с t=0?

Нет, это не ошибка. Просто на графике t=0 - это момент времени, когда колесо касается поверхности. К этому моменту ц.м. уже упал на 450мм (и набрал скорость ~2.97м/сек), и дальше на графике показано движение ц.м. начиная именно с этого положения.

 

Я тоже в начале думал по другому. Грубо говоря,  когда для центра тяжести груза координаты 0;0 груз не лежит на поверхности, точка координат  графика 0;0- это не земля,

соответственно графики обжатий -  не относительно земли. 

 

Вечером попробую нарисовать чертёжик.

Изменено 28 августа 2016 пользователем =BW=Kuznechik

[vasmann]

Я тоже в начале думал по другому. Грубо говоря,  когда для центра тяжести груза координаты 0;0 он не лежит на поверхности, точка координат 0;0 - это не земля.

Всё верно ты говоришь, именно поэтому и говорю что график цт это график просадки.

Истинный график дивжения ц.т. будет равен из константы (сумма высот необжатых пневматика и стойки) вычесть график из картинки.  По сути его перевернуть и поднять (график, не ноль) на значение константы.

Изменено 28 августа 2016 пользователем vasmann

[ROSS_BW_Kuznechik]

 

 

По сути его перевернуть и поднять (график, не ноль) на значение константы.

 

Ну ты меня понял   

[vasmann]

Ну ты меня понял   

Так этот график он просто суммарный по сути. Разобраться то надо с его составляющими: обжатием пневматика и стойки. Их "переворачивать" нельзя

[ROSS_BW_Kuznechik]

Их "переворачивать" нельзя

 

Не переворачивать, а учесть "относительность", значения по этим графикам абсолютно правильно не равны справочным - 47 и 63 мм., так как включают в себя "относительную" часть.

 

Нарисовать надо.

Изменено 28 августа 2016 пользователем =BW=Kuznechik

[vasmann]

Нарисовать надо.

Надо еще учесть, что относительно чего не нарисуй, обжатие пневматика порядка 160мм. Судя по графику. Когда ширина кольца пневматик-диск = 146мм.

Изменено 28 августа 2016 пользователем vasmann

[ROSS_BerryMORE]

Товарищи Учёные, ну так что тама с амортизаторами?)

[ROSS_BW_Kuznechik]

Ребус. У трёх независимых объектов: Ц.Т. груза, амортстойка, центр колеса шасси почему-то одна и та же исходная координата  Y (S mm)  в начале движения - 0.

 

То есть,  все эти объекты в начале движения находятся на равном удалении от некой точки 0;0., или точно в ней.

 

Но ведь это не один объект? А график общий.

 

Подвижная система координат? Для каждого объекта своя? На графике не абсолютные, а относительные  величины? 

Изменено 28 августа 2016 пользователем =BW=Kuznechik

[vasmann]

На графике не абсолютные, а относительные  величины? 

Да, дельта обжатия. Получить абсолютную величину можно путем добавления константы исходной координаты. При этом сами графики не изменятся, будет просто параллельный перенос. Потому для наглядности их спустили в общий ноль. Более того график движения центра масс на самом деле график просадки центра масс. Получить же график движения цм из текущего просто - поднять его на константу (сумма распрямленного амортизатора и не обжатого пневматика) и зеркально отобразить относительно оси времени. Опять же форма графика по сути не изменится, поэтому её тоже для наглядости скрутили в общий ноль.

Все графики относительны.

[ROSS_BW_Kuznechik]

Да, дельта обжатия. Получить абсолютную величину можно путем добавления константы исходной координаты.

 

Ага, а константы для графиков разные? Какая будет для пневматика?

Изменено 28 августа 2016 пользователем =BW=Kuznechik

[vasmann]

Ага, а константы для графиков разные? Какая будет для пневматика?

Для пневматика - радиус колеса (не диска).

Но у пневматика будет и максимальное значение - радиус колеса минус радиус обода, это 146мм. А на графике уже под 160, что наводит на мысль что колесо погнули? Ровный участок некоторое время,а потом еще 10мм где-то обжатия и отбой.

Изменено 28 августа 2016 пользователем vasmann

[ROSS_BW_Kuznechik]

Но у пневматика будет и максимальное значение - радиус колеса минус радиус обода, это 146мм. А на графике уже под 160, что наводит на мысль что колесо погнули?

 

Если график паралельным переносом уйдёт вниз, то и максимальное значение уменьшится до нормального. Может константа: - 47 мм., величина стояночного обжатия ?

 

Хотя дельта всё равно: 160 мм.

 

Погнуть диск вряд-ли -  макс.  ход штока амортизатора 238 мм. http://www.airpages.ru/mn/bf109e3_01.shtml#p5

 

Чего ему гнуться, он даже не отработал полностью.

Изменено 28 августа 2016 пользователем =BW=Kuznechik

[ROSS_BW_Kuznechik]

Полагаю, что обоснование дельты обжатия пневматика 160 мм, следующее:

 

Точка 0;0 координат для  графика обжатия пневматика - это точка над поверхностью с которой сбрасывается колесо с грузом.

 

Где-то до   t=0.015 - 0.02 (начало обжатия стойки, момент касания пневматика поверхности), обжатия пневматика нет -  график показывает

величину  линейного  перемещения колеса до поверхности от точки 0;0 координат, совпадающее с перемещением ц.т. груза.

 

Если предположение верно, пневматик обожмётся где то на 100 мм.

Изменено 30 августа 2016 пользователем =BW=Kuznechik

[ROSS_BW_Kuznechik]

Что вполне согласуется с :

 

Гипотеза 1: 450мм - это исходная высота колеса над поверхностью. Тогда вертикальная скорость ц.м. в момент касания составит ~2.97 м/с, что неплохо согласуется со шкалой.

 

Вывод: похоже, что роняли с высоты 450мм от колеса до поверхности, и сетка на графике правильная.

Изменено 30 августа 2016 пользователем =BW=Kuznechik

[vasmann]

Полагаю, что обоснование дельты обжатия пневматика 160 мм, следующее:

 

Точка 0;0 координат для  графика обжатия пневматика - это точка над поверхностью с которой сбрасывается колесо с грузом.

 

Если бы это было так, то тогда бы из нуля до этого времени обжатие и пневматика и стойки были бы константами и ровнялись бы нулю, и график бы начал рост чутка правее. Нету смысла это рисовать.

График начали рисовать именно в момент касания. Ну и да - роняли с 0.45м от колеса.

А так обжатие начинает свой рост сразу из нуля, и если взять "приращение" за короткий промежуток времени (линейный участок) и поделить на дельту времени выходит как раз где-то 2.7 - 2.8 м/с, ну думаю тут зависит от точности снятия показаний. Следовательно на графике 0 - это момент касания полностью необжатого колеса и выпрямленной стойки с землей.

 

В общем у меня мысли кончились. 

Изменено 30 августа 2016 пользователем vasmann

[ROSS_BW_Kuznechik]

Если бы это было так, то тогда бы из нуля до этого времени обжатие и пневматика и стойки были бы константами и ровнялись бы нулю

 

Графики относительны, и в пользу моего предположения  говорит то, что начало графика обжатия стойки не 0;0 и не совпадает с началом графика обжатия пневматика.

 

А по логике,  стойка должна начать обжиматься в момент касания колесом поверхности и одновременно  с пневматиком.

 

Посмотри покадрово,  в момент касания колеса поверхности график стойки сразу пошёл

 

Изменено 30 августа 2016 пользователем =BW=Kuznechik

[vasmann]

Графики относительны, и в пользу моего предположения  говорит то, что начало графика обжатия стойки не 0;0 и не совпадает с началом обжатия пневматика.

 

А по логике стойка должна начать обжиматься в момент касания колесом поверхности и одновременно  с пневматиком.

 

Посмотри покадрово,  в момент касания поверхности график стойки сразу пошёл

 

Ну так на ролике который ты дал как раз то о чем я говорю. До примерно 0.2с константа. Тоесть это график похоже общей длины штока. До удара - обжатия нет, о чем говорит константное значение.

В момент касания стойка начала обжиматься и общая длина уменьшаться. У нас же по сути для штока такой же график только зеркально отображенный и спущенный на значение расправленного штока - то есть показыват обжатие.

Не одновременно. Пневматик как менее упругое - начинает обжиматься сразу же, а в стойке - сначала нарастает давление + нужно начать движенеи штока (страгивание), после чего открывается клапан и давление начинает стравливаться.

Именно поэтому на графике (на исходном) пневматик в момент касания сразу линейно вверх пошел (начал обжиматься сразу), а стойка некоторые промежуток очень полого близко к константе, потом происходит страгивание, график начинает более круто идти почти вертикально вверх (нарастает давление, клапан закрыт) и где-то на 0.05с открывается клапан и кривая становится менее "крутая"

Изменено 30 августа 2016 пользователем vasmann

[ROSS_BW_Kuznechik]

А по логике,  стойка должна начать обжиматься в момент касания колесом поверхности и одновременно  с пневматиком.  

 

Собственно это главное.

 

А на  нашем графике не так. Стойка "константа" в момент "касания" и не обжимается до t= 0.015- 0.02 с., а пневматик "обжимается" сразу,  абсолютно точно совпадая с

линейным перемещением  ц.т. груза c момента  t=0 с.

 

Почему? Напрашивается  только один вывод: точка 0;0 координат не момент касания поверхности и до t= 0.015- 0.02 с. идёт линейное перемещение пневматика без обжатия.

Изменено 30 августа 2016 пользователем =BW=Kuznechik

[ROSS_BW_Kuznechik]

Не одновременно. Пневматик как менее упругое - начинает обжиматься сразу же, а в стойке - сначала нарастает давление + нужно начать движенеи штока (страгивание), после чего открывается клапан и давление начинает стравливаться. Именно поэтому на графике (на исходном) пневматик в момент касания сразу линейно вверх пошел (начал обжиматься сразу), а стойка некоторые промежуток очень полого близко к константе, потом происходит страгивание, график начинает более круто идти почти вертикально вверх (нарастает давление, клапан закрыт) и где-то на 0.05с открывается клапан и кривая становится менее "крутая"

 

Ну,  у меня больше рациональных объяснений 160 мм. нет    Хотя на видео выше график стойки "упал" именно в момент касания, никакой задержки на клапан.

Изменено 30 августа 2016 пользователем =BW=Kuznechik

[vasmann]

Ну,  у меня больше рациональных объяснений 160 мм. нет    Хотя на видео выше график стойки "упал" именно в момент касания, никакой задержки на клапан.

Там тоже есть момент "скругления". Поидее он должен был бы идти как _/ (ну перевернуть), а он с неким скругленим, ну и стойка другой конструкции.

Вот и я головой бился. Вопросы есть. Может действительно там отражено не только лишь то, что написано 

[ROSS_BW_Kuznechik]

Если принять моё предположение,  совпадает и стояночное и дельта обжатия в норме , и кстати значение обжатия  пневматика при t=0.015-0.02 с. равно значению  t=0.55 с. - максимальный отбой,

- по факту момент подвисания на разжатом амортизаторе, что фактически и является положением касания колеса поверхности при обажтии пневматика около 0.

Изменено 30 августа 2016 пользователем =BW=Kuznechik

[AnPetrovich]

Чёта вы, ребята, уже вторую страницу в трёх соснах (системах координат) блуждаете...

 

Кузнечик, версия про «сбившийся» на 40-50мм ноль шкалы обжатия пневматика красивая, но с графиком НИИ всё гораздо хуже.

 

Если кратко – то верить его правой части, по всей видимости, нельзя. Как и левой части тоже.

С некими допущениями – можно верить середине.

 

Но обо всём по порядку.

 

Чтобы проанализировать динамику представленного на графике НИИ процесса я «обколол» этот график в Excel, с шагом 0.005 сек.

Сразу оговорюсь (во избежание дальнейшей путаницы в системах координат), что:

– под «обжатием пневматика» на графике я понимаю то, насколько радиус обжатого под нагрузкой колеса меньше исходного радиуса колеса без нагрузки;

– под «ходом поршня амортстойки» я понимаю то, насколько шток амортизатора укоротился под нагрузкой;

– под «движением ц.м. груза» я понимаю «просадку» груза относительно той точки, в которой он находился в момент времени t=0.

При этом момент времени t=0 это момент касания колеса поверхности.

 

Затем, используя мат.методы, подчистил (выровнял) данные (сгладил кривые) по первой и второй производным.

Итоговая погрешность снятия данных с графика не превысила толщину линии (на горизонтальных участках это не более ~1.7мм, на крутых участках не более ~4мм)

 

Результат – на картинке ниже (все картинки кликабельны):

 

 

Здесь сразу становится видно (как я уже писал несколькими постами выше), что график «просадки» груза – есть сумма графиков обжатия пневматика и штока амортизатора.

Погрешность такой суммы обжатий, снятых с графика, по сравнению с «обколотым» графиком движения («просадки») груза не превышает 3.68мм (2.6%) на интервале 0 – 0.2сек, и 2.72мм (1.4%) на интервале 0.2 – 0.8сек, то есть меньше двух толщин линии. Что даёт основание полагать, что какой-то график из трёх тупо построен по двум другим.

 

А дальше начинается интересное.

 

Есть такой раздел теоретической механики: динамика систем твёрдых тел переменного состава. Данный испытательный стенд – классический пример системы двух масс (подрессоренной и неподрессоренной), которые двигаются связано между собой, в соответствии с действующими на них силами и с учётом ряда кинематических ограничений (минимальная и максимальная длина штока амортизатора и максимально возможное обжатие пневматика до обода). При этом в системе есть внутренние силы, оказывающие влияние на взаимное движение двух масс, и есть внешние – оказывающие влияние на движение ц.м. всей системы в целом. Ко внешним силам относится сила тяжести всей системы и сила реакции опоры колеса. Силу тяжести (массу системы) мы знаем, как двигается ц.м. системы – мы тоже можем узнать из графиков. Следовательно, как вы уже, наверное, догадываетесь, мы можем вычислить, как вела себя сила реакции опоры колеса! Это называется решить «обратную» задачу динамики: по известному движению рассчитать силы, которые к такому движению привели.

 

Теперь чуть подробнее, как это можно сделать:

 

1. Сначала вычисляем положение ц.м. всей системы в целом в каждый момент времени. Мы не знаем, где точно располагался центр подрессоренной массы и центр неподрессоренной массы, но это нам и не нужно. Достаточно знать, как двигался груз и как двигалось колесо, а для этого у нас есть оба графика. Таким образом, высота ц.м. всей системы над поверхностью вычисляется по формуле:

 

h_цм = ((h_гр + h1) * m_пр + (h_к + h2) * m_нпр) / (m_пр + m_нпр)

 

Здесь:

h_гр – высота груза относительно той точки, в которой он находился в момент времени t=0 (то есть величина «просадки» груза с графика, взятая со знаком минус);

h1 – константа, на которую реально поднят ц.м. подрессоренной массы (движение которой жёстко связано с движением груза) над поверхностью в момент времени t=0;

Таким образом, (h_гр + h1) – это высота ц.м. подрессоренной массы над поверхностью в каждый момент времени.

h_к – это теоретическая высота внешнего радиуса колеса над поверхностью (то есть величина обжатия пневматика колеса с графика, взятая со знаком минус);

h2 – константа, на которую реально поднят ц.м. неподрессоренной массы (движение которой жёстко связано с движением колеса) над поверхностью в момент времени t=0;

Таким образом,(h_к + h2) – это высота ц.м. неподрессоренной массы над поверхностью в каждый момент времени.

m_нпр – это неподрессоренная масса (колесо + шток амортизатора)

m_пр – это подрессоренная масса (цилиндр амортизатора + груз)

 

Повторюсь, мы не знаем ни h1, ни h2, и можем лишь строить догадки о соотношениях m_нпр и m_пр (1166кг – это груз без учёта массы стойки, или с учётом?). Тем не менее, h1 и h2 – это константы, которые (чисто математически) не влияют на траекторию движения ц.м. всей системы, а лишь эквидистантно сдвигают её выше или ниже, и таким образом не влияют на определение скорости движения ц.м. системы, ускорений и действующих на неё сил. Что же касается m_нпр и m_пр, то я перепробовал все возможные варианты, основанные на известных нам массах колеса (21.23кг) и амортизатора (21кг) и даже учитывал верхний узел крепления стойки (14.52кг), «игрался» относительной массой штока – в итоге всё это минимально влияет на количественное решение и практически никак не оказывает влияние на качественное решение, о котором ниже.

 

2. После того, как мы получили траекторию движения ц.м. всей системы – мы можем рассчитать вертикальную скорость движения ц.м. Для этого всего лишь нужно продифференцировать высоту ц.м. по времени, т.е. взять разность высот ц.м. и поделить на временной интервал: Vy = dh_цм / dt.

 

3. Затем точно так же определяем ускорение ц.м. в каждый момент времени: a = dVy / dt.

 

4. Ну и в итоге, согласно 2-му закону Ньютона, a = F / m, где F = N – mg, m – масса всей системы, N – сила реакции опоры колеса. Если нигде в п.1 – 4 не накосячить с размерностями (перевести миллиметры в метры, силы в Ньютоны и пр.) то в итоге получим такой вот график:

 

 

Любопытно, да?

 

Что же можно из этого графика узнать об эксперименте.

 

На интервале 0 – 0.15сек происходит нечто странное. Сила реакции опоры не может быть отрицательной, верно? Колесо же не может притягиваться к поверхности? Значит на этом участке явный косяк с достоверностью записи. Возможно, что первичные колебания параметров записи связаны с ударом колеса о поверхность, я не знаю. Но совершенно очевидно, что слепо верить в исходный график НИИ на первых 0 – 0.15сек никак нельзя.

 

Так же это следует из графика вертикальной скорости груза (подрессоренной массы) – на нём есть участок разгона от -3м/с (что, как уже неоднократно говорилось, соответствует скорости свободно падающего тела с высоты 450мм) до -3.5м/с.

 

 

Это нонсенс. Под действием каких сил свободно падавший груз мог так ускориться, да ещё и с учётом возрастающей силы реакции опоры? Его реактивный двигатель доразогнал?

 

В этой связи у меня нет оснований, например, верить в такую заметную задержку начала обжатия штока амортизатора, которую мы наблюдаем на графике НИИ. Этой инерции неоткуда взяться, так как огромные силы, действующие на шток при обжатии пневматика на 40-50мм, давно уже должны были продавить начальное усилие зарядки амортизатора.

 

Кстати:

 

Я говорил о неподвижности штока, обусловленную величиной предварительной затяжки и силой трения покоя, т.е. такой режим работы шасси, когда неровности просто поглощаются на уровне пневматика и ход штока при этом минимален. В амортизаторе в это время работает воздух (давление в пневматике порядка нескольких атмосфер, давление в амортизаторе десятки атмосфер).

Зарядное давление в амортизаторе (25ат) действительно в 7 раз больше давления в пневматике (3.5ат). Но сила – это произведение давления на площадь. Во сколько раз площадь пятна контакта обжатого на 40-50мм пневматика больше рабочей площади головки поршня в амортизаторе?

 

А кроме того, в амортизаторе Мессера нет никаких клапанов. Есть золотниковое кольцо, которое перекрывает проход масла через отверстия при обратном ходе. То есть оно лишь может «отсрочить» повышение гидросопротивления при переходе от прямого хода к обратному, но никак не может вызвать задержку перепуска масла, как обсуждаемый в этой теме несуществующий клапан.

 

Далее.

Давайте внимательно посмотрим на момент времени t=0.53сек.

Пневматик обжат на 48.5мм, и при этом находится в локальном состоянии покоя (то есть обжат статически, не сжимается и не разжимается). А сила реакции опоры всего 544кгс. При всём при том, что статическое обжатие пневматика заявлено 47мм при нагрузке 1166кгс. Это как???

 

Как ко всему этому относиться – я уже всю башку сломал, честно говоря.

 

Уж как только я не подбирал коэффициенты и различные степенные зависимости описывающие характеристики статического и динамического нагружения пневматика и амортизатора Мессера… и геометрией колеса «игрался» и даже начал учитывать запаздывание сил демпфирования (имитируя тем самым силы инерции движения масла в амортизаторе), и даже пробовал подспускать пневматик колеса после «пробоя» до диска (пока мы достоверно не выяснили, что на этом колесе была обычная камера, а не бескамерная покрышка), и даже сдвигал ось времени +/- на доли секунды (ну вдруг были какие-то погрешности при определении в НИИ момента времени касания колеса?) и как только не танцевал с бубном вокруг этого графика, по всей видимости снятого с осциллографа с шагом 0.01 сек, как это предписывает методика испытаний шасси на удар в РДК-43. Но хоть ты тресни, не получается при численном моделировании системы «груз + амортизатор + колесо» попасть в эти графики во всём диапазоне 0 – 0.8сек.

 

И с учётом описанных выше «странностей» этого графика НИИ я всё меньше верю в то, что это возможно. Если кому-то удастся – с меня хороший коньяк. В обмен на модель в Excel, в которой соблюдаются законы Ньютоновской механики: сохранения количества движения (импульса) и энергии с учётом поглощённой работы.

 

На текущий же момент мы имеем вот такие настройки модели:

 

 

Это при допущении, что диск колеса имел радиус 165мм (а не 182мм, как по нашей 3D-модели, т.е. был на 17мм меньше), и «полочка» обжатия пневматика с последующим «холмиком» – это, вероятно, так «сыграла» резина при пробое до обода. Потому, что мятый диск – это, конечно, первое, что приходит в голову, глядя на "полочку" обжатия пневматика и странный "холмик" на ней. И естественно было бы предположить, что колесо обжалось до обода, а потом произошла деформация диска. Однако деформация должна происходить при максимальной (пиковой) нагрузке, верно? Здесь пиковая нагрузка на диск – это момент удара по ободу. Так как именно в этот момент возникает пиковое значение силы реакции опоры (импульс силы), достаточной по своей величине для того, чтобы мгновенно остановить двигавшееся вниз колесо. Так что вероятнее всего диск остался целым.

 

Как относиться к расхождению графиков численного моделирования и результатов испытаний амортстойки в НИИ после 0.35сек, думаю, я уже написал достаточно. Финальные обжатия в нашей модели: 41.2мм пневматик и 62.6мм амортизатор.

 

Заодно можно сравнить вертикальную скорость движения груза и силу реакции опоры колеса по результатам численного моделирования в нашей модели и по результатам испытания в НИИ:

 

 

В новую модель шасси Мессеров ушли представленные здесь настройки амортизации.

В остальные самолёты, где есть данные по амортизаторам и давлениям в пневматиках (геометрия колёс, само-собой, у нас есть) мы используем их, где нету – сейчас настраиваем по аналогии, с перерасчётом под соответствующую эксплуатационную нагрузку.

 

P.S. Коньяк ждёт своего героя.

[BRZ513]

Петрович, вот ты дотошный Я бы не стал так сильно "аналоговым" графикам доверять Т.е. можно их использовать как ориентир, но не настолько же  Есть же технические параметры изделий, надо делать расчетные пораметры на них. Ясно, что машины будут получаться более идеальными чем в жизни, но всегда есть чем пожертвовать (ну или загрублять напильником). 

[=J13=xarann]

 

 

Есть золотниковое кольцо, которое перекрывает проход масла через отверстия при обратном ходе. То есть оно лишь может «отсрочить» повышение гидросопротивления при переходе от прямого хода к обратному, но никак не может вызвать задержку перепуска масла, как обсуждаемый в этой теме несуществующий клапан.

А трение покоя штока рассматривается как возможный фактор задержки?

[Borisovich]

Интересно, какими датчиками в те времена данные снимались, и как эти датчики устанавливались.

Изменено 31 августа 2016 пользователем Borisovich

[ROSS_BW_Kuznechik]

4. Ну и в итоге, согласно 2-му закону Ньютона, a = F / m, где F = N – mg, m – масса всей системы, N – сила реакции опоры колеса. Если нигде в п.1 – 4 не накосячить с размерностями (перевести миллиметры в метры, силы в Ньютоны и пр.) то в итоге получим такой вот график:

 

Я тут у Кубланова нашёл общее уравнение движения стойки шасси

 

m*d^2*y/dt^2 =N - Fa - Fr -mg

 

где m – масса подвижной части стойки шасси, g – ускорение силы тяжести,

d2y/dt2 – вертикальное ускорение подвижной части стойки, N – сила реакции

ВПП на пневматики стойки, Fа – упругая сила (газового амортизатора стойки), Fг

– диссипативная сила (гидравлического амортизатора стойки и сил трения

 При этом считается, что изменение N определяется только обжатием

пневматиков "е", а Fа – обжатием стойки "s". Fг принято считать зависящим и от

обжатия стойки, и от скорости изменения ее обжатия "s

 

Не может быть в этом причина расхождения?

Изменено 31 августа 2016 пользователем =BW=Kuznechik

[Bubi]

 

Хорошо, что я бросил учиться на инженера-конструктора и пошел на инженера-технолога

 

Изменено 31 августа 2016 пользователем Bubi

[Finn]

Как ко всему этому относиться – я уже всю башку сломал, честно говоря.

Почёт тебе и уважуха ув.тов. Петрович.

у меня вот возникла мысль, а стоит ли это таких титанических усилий и вычислений?

и ведь на это же тратятся ресурсы процессора - ужснх!!!

[AnPetrovich]

А трение покоя штока рассматривается как возможный фактор задержки?

Есесенно!

Но вот даже если не вдаваться в детали, представь:

статическое (условно говоря стояночное) обжатие штока амортизатора под нагрузкой порядка 1100-1200кгс около 60мм, при этом пневматик обжат примерно на 40-50мм.

 

На графике НИИ шток амортизатора начинает движение только тогда, когда пневматик динамически (а не статически!) обжимается на эти самые 40-50мм, то есть даёт нагрузку на шток более тонны! Это чё за на хрен силы трения покоя такие?!! Как такой амортизатор вообще способен работать, если просто для того, чтобы сдвинуть шток из состояния покоя, к нему дополнительно нужно приложить усилие более тонны, чтобы преодолеть силы трения штока?  Проще такой шток заклинить и законтрить на саморезах, чтобы не изнашивался в работе. 

 

Интересно, какими датчиками в те времена данные снимались, и как эти датчики устанавливались.

 

Методика испытания шасси (в том числе на удар) подробно расписана в РДК-43. С пояснениями, схемами и т.д.

График НИИ, правда, из книжки 41-го года, и вероятно методика испытаний претерпела какие-то изменения.

[Borisovich]

Мне не кажется возможной дополнительная просадка за счет сжатия резины покрышки и камеры, тем более, при имеющемся на графике "страгивании" после площадки. Есть такое предположение: стойки мессера конструктивно выполнены "врастопырку". Если на стенде роняли стойку в таком-же положении, то давление прикладывалось не строго в точку опоры, а несколько сбоку, работая на излом конструкции. Если допустить, что для измерений использовался какой-нибудь резистивный датчик (упирающийся в пол подпружиненный шток, связанный с переменным резистором), смонтированный на некотором расстоянии от пневматика с внутренней стороны (со стороны щитка), то при достижении максимального обжатия пневматика, вероятно увеличение наклона стойки из-за упругих деформаций, люфтов, зазоров и т.п. Возможно даже боковое проскальзывание покрышки (площадка - момент до срыва на скольжение). Т.е. датчик отреагировал на изменение наклона стойки. Такое вот предположение, в терминах не силен, звиняйте.

[Borisovich]

На графике НИИ шток амортизатора начинает движение только тогда, когда пневматик динамически (а не статически!) обжимается на эти самые 40-50мм, то есть даёт нагрузку на шток более тонны! Это чё за на хрен силы трения покоя такие?!!

Ну может сила страгивания плюс масса всей подвижной части стойки, которую после удара нужно разогнать? (точнее, затормозить исключительно пневматиком)

Изменено 31 августа 2016 пользователем Borisovich

[AnPetrovich]

Я тут у Кубланова нашёл общее уравнение движения стойки шасси

 

Всё правильно, уравнение Кулбанова описывает движение только неподрессоренной массы относительно инерциального пространства. Поэтому здесь учтены все силы, действующие на неподрессоренную массу. И в том числе, конечно, сила амортизатора.

 

Я же писал о движении общего центра масс всей системы (неподрессоренная + подрессоренная масса), на которую действуют только внешние силы - это сила тяжести всей системы (а не только неподресорреной её части) и сила реакции опоры колеса. Силы возникающие на амортизаторе - в данной системе являются внутренними, и не оказывают влияния на движение общего центра масс, но конечно же оказывают влияние на взаимное движение неподрессоренной и подрессоренной масс.

 

Зная движение колеса и груза из графиков НИИ можно вслед за силой реакции опоры рассчитать, так же, и силу реакции амортизатора в каждый момент времени. Как раз по этому уравнению, которое приводит Кулбанов.

[=J13=xarann]

На графике НИИ шток амортизатора начинает движение только тогда, когда пневматик динамически (а не статически!) обжимается на эти самые 40-50мм, то есть даёт нагрузку на шток более тонны! Это чё за на хрен силы трения покоя такие?!! Как такой амортизатор вообще способен работать, если просто для того, чтобы сдвинуть шток из состояния покоя, к нему дополнительно нужно приложить усилие более тонны, чтобы преодолеть силы трения штока? Проще такой шток заклинить и законтрить на саморезах, чтобы не изнашивался в работе.

Может я и ошибаюсь, но из графика РДКшного примера испытаний шасси на удар усилия немаленькие получаются. Тип и вес самолета неизвестны, однако порядок цифр сопоставим.

UPD Из теоретической кривой видно, что стремятся реализовать начальное усилие 900 кг.

Изменено 31 августа 2016 пользователем =J13=xarann

[Hes]

На видео испытания видна и площадка, на которой пневматик некоторую доли секунды зафиксировал свое состояние, а стойка еще продолжает идти вниз. И при последующем движении стойки вниз есть кадры, на которых виден маленьких тычок пневматика (возможно соответствует времени графика 0,15-0,2). Это происходит как-раз, когда стойка приближается к своему предельному перемещению, но еще не доходит до него.

 

 

[AnPetrovich]

"Несуществующий" клапан и золотниковое кольцо вопрос терминологии. Кольцо выполняет функцию переиускного клапана. И, как и клапану, ему присущи время срабатывания и наличие переходных режимов.

Да, золотниковое кольцо иногда называют кольцевым клапаном, верно, и это действительно вопрос терминологии.

Но касаемо времени срабатывания и переходных режимов - давай ещё раз внимательно прочитаем то, что я написал:

 

Есть золотниковое кольцо, которое перекрывает проход масла через отверстия при обратном ходе. То есть оно лишь может «отсрочить» повышение гидросопротивления при переходе от прямого хода к обратному, но никак не может вызвать задержку перепуска масла, как обсуждаемый в этой теме несуществующий клапан.

«Отсрочка» - это и есть время срабатывания. Которое, разумеется, обуславливает переходный процесс.

Однако золотниковое кольцо не может запереть (как тут обсуждается) перепуск масла. Там простейшая конструкция амортизатора с постоянными отверстиями для протока гидрожидкости и с дополнительным торможением на обратном ходе поршня - за счёт частичного перекрытия этих отверстий золотниковым кольцом (ну пусть будет «кольцевым клапаном», ок). То есть проходное сечение есть всегда (маленькое или большое), и гидрожидкость никогда не бывает заперта, чтобы хоть на мгновенье блокировать ход штока.

 

Чертежи амортизатора фирмы «Электрон», установленного на Ме-109, описание его устройства и принципа работы можно найти в «Кратком техническом описании амортизаторов шасси и костылей, установленных на самолётах: Юнкерс Ju-88, Хейнкель He-100, Мессершмитт Ме-109, Мессершмитт Ме-110», БНТ, 1940г. и в «Амортизаторы основных стоек шасси самолётов», БНТ, 1948г.

 

Теперь об участке 0 - 0,15 с. Хочу обратить ваше внимание на "наколотые" точки 10, 11,12 на графике обжатия амортизатора стойки. Точнее, т. 11. Вы не совсем точно ее накололи.

Точки были «обколоты» а потом скорректированы, как я уже писал выше, для выравнивания полученных кривых по первой и второй производной. Это нужно делать, чтобы убрать «шум», так как при ручном «обкалывании» графиков чем больше точек (меньше интервалы между точками) тем больше на «обколотой» кривой локальных неровностей, еле заметных, даже если каждая точка максимально точно попадает прям вот в центр обкалываемой линии. Из-за этих неровностей такие обколотые зигзагообразные кривые очень «шумят» при операции дифференцирования. И если их не сгладить, то расчётные кривые скоростей, ускорений и сил представляют из себя вот такую вот картину вместо гладких графиков:

 

 

Ведь не очень информативно, верно?

 

Во-вторых, для определения ц.м. всей системы в каждый момент времени (если посмотреть на формулу из моего предыдущего поста) используется только h_гр и h_к, то есть графики движения груза и обжатия пневматика, обколотые с графика НИИ. График обжатия штока амортстойки здесь никак не задействован.

 

Но не вопрос, мы можем взять h_гр не с графика НИИ, а как сумму обжатия пневматика и штока амортстойки, и при этом руками «вернуть» точки 10, 11, 12 на место, и даже 13 раз уж на то пошло получится вот такой «обколотый» график и вот такой график силы реакции опоры:

 

 

Что-то принципиально изменилось?

Блох ищем.

 

На исходном графике имеем вертикальный участок на графике обжатия стойки и горизонтальный на графике обжатия пневматика. В этот момент стойка "проваливается". Почему? Мое объяснение. Усилие страгивания штока стойки больше усилия в движении на начальном участке хода штока. В результате имеем как бы "притягивание" ЦМ и "отрицательную реакцию", или, ускорение ЦМ, совпадающее по знаку с ускорением свободного падения. Не в этом ли зарыта собака?

Собака зарыта в непонимании базовой физики.

 

Да, физически амортстойка может «притянуть» к себе груз, ускорив его движение вниз таким образом, если саму стойку вниз что-то тянет. И уж тем более она никак не может заставить двигаться ц.м. всей системы быстрее или медленнее. Так как, повторюсь, сила реакции амортизатора – это внутренняя сила в системе (сила связи двух подвижных масс), и она никак не влияет на движение всей системы в инерциальном пространстве. Точно так же, как барон Мюнхгаузен слегка гнал, что смог вытащить себя из болота за волосы (хотя со знаменитой фразой о том, что: «каждый здравомыслящий человек просто обязан время от времени это делать!» я категорически согласен).

 

Однако по графиками НИИ чудным образом получается, что именно ц.м. всей системы ускоряется вниз под действием отрицательной (!) силы реакции опоры колеса.

 

Что же касается вопроса – почему при выходе колеса на обод мы наблюдаем «проваливание» стойки? (или я бы лучше сказал – ускорение движение штока), то ответ на этот вопрос очень простой: до этого момента колесо двигалось вниз, и шток обжимался с одной скоростью. В момент удара по ободу колесо встало, а инерция груза никуда не делась (а на груз действует только сила реакции амортстойки и сила тяжести самого груза). Вот шток и стал обжиматься гораздо быстрее. Что мы и наблюдам в том числе и в нашей модели (см. сравнительные графики).

 

Безотносительно толкования графиков, радует то, что в модель демпфирования колебаний ЦМ будут внесены изменения, надеюсь, получим более достоверное поведение самолетов при касании земли и на пробеге/разбеге/рулении.

Без сомнения.

Изменения уже вносятся.

 

По "сверхобжатию" колеса, большему высоты шины. И обжатию его вообще.

Любое испытание преследует цель. Цель испытаний стойки Эмиля? Имхо, определить способность стойки гасить колебания при жесткой посадке в соответствии с принятыми нормами. В этом случае, график движения ЦМ и является целью испытаний. При этом графики обжатия колеса и амортизатора есть либо побочный продукт, либо исходные значения для получения графика движения ЦМ. Хотелось бы видеть отчет целиком, но с большой вероятностью предполагаю, что на стенде снимались значения координаты ЦМ и значения обжатия амортизатора, ибо снять эти значения технически для того времени проще, чем зафиксировать обжатие колеса. Последнее в то время возможно только обмером колеса с кадров киносъемки по масштабной линейке. Но вот это вряд ли. Вот и хотелось бы в отчете глянуть перечень применяемых измерительных приборов.

В РДК-43 всё подробнейшим образом расписано, со схемами установки датчиков и пр.

Измеряют обжатие пневматика непосредственно, как и обжатие штока амортстойки.

 

Таким образом, величина обжатия колеса, скорее всего, является величиной производной, а не полученной непосредственным измерением. Поэтому величина обжатия, большая величины высоты шины может быть объяснена ошибкой в привязке нулей ЦМ и амортизатора.

Я больше склонен думать (глядя на РДК-43), что измерили пневматик и шток, а потом просуммировали.

 

Качественное же рассмотрение графика обжатия колеса говорит о том, что при граничном заданном значении высоты сброса и вертикальной скорости груза при касании, шина колеса сработала "на пробой", о чем свидетельствует горизонтальный участок (пневматик сжался до смыкания стенок камеры шины ,бескамерных тогда не было) , после чего шло обжатие стойки в целом за счет амортизатора, до порога усилия, когда начала сжиматься резина протектора и камеры(~16-18мм пик максимального обжатия колеса после горизонтальной площадки) Таким образом, колесо следует рассматривать при такой динамике обжатия, как состоящее из двух упругих элементов разной жесткости, - воздуха в шине и резины протектора и камеры .

Это объяснение было бы верно, если бы максимальное (пиковое) значение силы реакции опоры приходилось бы на конец «площадки». Но оно приходится на начало «площадки», а именно на момент удара по ободу, что видно и по результатам обработки графиков НИИ, и подтверждается нашим моделированием.

[AnPetrovich]

Почёт тебе и уважуха ув.тов. Петрович.

Всегда пожалуйста

 

у меня вот возникла мысль, а стоит ли это таких титанических усилий и вычислений?

и ведь на это же тратятся ресурсы процессора - ужснх!!!

Процессорное время на моделирование амортстойки и пневматика - минимально, за это не стоит переживать, модель быстрая.

 

А вот стоит ли тратить такое количество сил на подобные "исторические расследования" - вопрос философский.

Но у нас же ж симулятор, как никак, или чё?..

[ROSS_BerryMORE]

К вопросу:

 

"На графике НИИ шток амортизатора начинает движение только тогда, когда пневматик динамически (а не статически!) обжимается на эти самые 40-50мм, то есть даёт нагрузку на шток более тонны! Это чё за на хрен силы трения покоя такие?!! Как такой амортизатор вообще способен работать, если просто для того, чтобы сдвинуть шток из состояния покоя, к нему дополнительно нужно приложить усилие более тонны, чтобы преодолеть силы трения штока?"

 

Из книги по ремонту ЛаГГ-3 и Ла-5. Начальное усилие, это усилие которое надо приложить к стойке для начала её рабочего хода (преодоление сопротивления давления в цилиндре + преодоления сил трения сальников о шток).

 

 

Амортизатор костыля.

Изменено 31 августа 2016 пользователем ROSS_BerryMORE

[AnPetrovich]

ЛаГГ это ЛаГГ,

мы же сейчас амортстойку Мессера обсуждаем?

У ЛаГГа амортизатор вообще с торможением на прямом ходе, к чему такое сравнение?

 

Ещё раз:

Шток амортизатора Ме-109 должен быть обжат на 63мм под нагрузкой 1166кг.

Какое должно быть начальное усилие обжатия для этого амортизатора?