Расчет подвески автомобиля
Параметры, необходимые для расчета:
* Масса автомобиля, m
* Высота дорожного просвета, h
* Ход подвески, S
* Жесткость пружины, k
* Коэффициент демпфирования, c
Методы расчета:
1. Расчет жесткости пружины:
«`
k = m * g / S^2
«`
где g — ускорение свободного падения (9,81 м/с²)
2. Расчет коэффициента демпфирования:
Он может быть рассчитан на основе желаемых характеристик демпфирования:
* Слабое демпфирование: c < 2 * sqrt(m * k) * Критическое демпфирование: c = 2 * sqrt(m * k) * Сильное демпфирование: c > 2 * sqrt(m * k)
3. Расчет высоты дорожного просвета:
«`
h = (S + l_u) / 2
«`
где l_u — длина подвески в несжатом состоянии
4. Расчет длины подвески в несжатом состоянии:
«`
l_u = m * g / k — h
«`
5. Расчет длины подвески в сжатом состоянии:
«`
l_c = l_u — S
«`
6. Расчет частоты собственных колебаний:
«`
f = 1 / (2 * π) * sqrt(k / m)
«`
7. Расчет периода собственных колебаний:
«`
T = 1 / f
«`
8. Расчет логарифмического декремента затухания:
«`
δ = c / (2 * sqrt(m * k))
«`
9. Расчет времени затухания до 1% амплитуды:
«`
t_1% = -1 / δ * ln(0.01)
«`
Пример расчета:
Для автомобиля массой 1500 кг, ходом подвески 0,1 м, высотой дорожного просвета 0,15 м и желаемым критическим демпфированием:
* Жесткость пружины: k = 1500 * 9,81 / (0,1)² = 147150 Н/м
* Коэффициент демпфирования: c = 2 * sqrt(1500 * 147150) = 2943 Нс/м
* Высота дорожного просвета: h = (0,1 + 0,2) / 2 = 0,15 м
* Длина подвески в несжатом состоянии: l_u = 1500 * 9,81 / 147150 — 0,15 = 0,205 м
* Длина подвески в сжатом состоянии: l_c = 0,205 — 0,1 = 0,105 м
* Частота собственных колебаний: f = 1 / (2 * π) * sqrt(147150 / 1500) = 1,78 Гц
* Период собственных колебаний: T = 1 / 1,78 = 0,56 с
* Логарифмический декремент затухания: δ = 2943 / (2 * sqrt(1500 * 147150)) = 0,2
* Время затухания до 1% амплитуды: t_1% = -1 / 0,2 * ln(0,01) = 1,09 с
