Материал: 2158
Министерство науки и высшего образования РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет (СибАДИ)»
СибАДИФИЗИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
Лабораторный практикум
Составитель С. . Игнатов
Омск • 2018
УДК 004.94:531.8 |
Согласно 436-ФЗ от 29.12.2010 |
«О защите детей |
от |
|||||
ББК 32.973:34.412 |
||||||||
информации, причиняющей |
|
вред |
их здоровью |
|
и |
|||
Ф50 |
|
развитию» данная продукция маркировке не подлежит. |
||||||
|
|
Рецензент |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
канд. техн. наук, доц. М.А. Гольчанский (СибАДИ) |
|
|
|
||||
СибАДИ |
||||||||
Работа утверждена редакционно-издательским советом СибАДИ в качестве |
|
|
||||||
лабораторного практ кума. |
|
|
|
|
|
|||
Ф50 Ф з ческое модел рование [Электронный ресурс] : |
лабораторный |
|
|
|||||
практикум / сост. С.Д. Игнатов. – Электрон. дан. – Омск : СибАДИ, 2018. – URL: |
|
|
||||||
http://bek.sibadi.org/cgi-bin/irbis64r plus/cgiirbis 64 ft.exe. - Режим доступа: для |
|
|
||||||
авторизованных пользователей. |
|
|
|
|
|
|||
Пр ведены спосо ы моделирования механических систем в SimMechanics, |
|
|
||||||
SimDriveline |
Stateflow. |
|
|
|
|
|
|
|
Имеет |
нтеракт вное оглавление в виде закладок. |
|
|
|
|
|
||
Предназначен для |
акалавров, о учающихся по направлениям «Наземные |
|
|
|||||
транспортно-технологические комплексы» и «Эксплуатация транспортнотехнологических машин и комплексов»; для специалистов, обучающихся по специальности «Наземные транспортно-технологические средства»; для магистров, обучающихся по направлениям « втоматизация технологических процессов и производств» и «Наземные транспортно-технологические комплексы»; для аспирантов, обучающихся по направлению «Машиностроение», изучающих дисциплины, связанные с моделированием различных физических процессов.
Подготовлен на кафедре «Техника для строительства и сервиса нефтегазовых комплексов инфраструктур».
Текстовое (символьное) издание (5,8 МБ)
Системные требования : Intel, 3,4 GHz ; 150 Мб ; Windows XP/Vista/7 ; 1 Гб свободного места на жестком диске ; программа для чтения pdf-файлов : Adobe Acrobat Reader ; Foxit Reader
Редактор Н.В.Павлова
Техническая подготовка Н.В. Кенжалинова Издание первое. Дата подписания к использованию 24.07.2018
Издательско-полиграфический комплекс СибАДИ. 644080, г. Омск, пр. Мира, 5 РИО ИПК СибАДИ. 644080, г. Омск, ул. 2-я Поселковая, 1
© ФГБОУ ВО «СибАДИ», 2018
Введение
Значительную часть исследований в настоящее время занимает моделирование объектов или процессов.
MatLab – это программный продукт, позволяющий решать зада- Счи сложных технических вычислений, формировать математические модели различных процессов и эффективно проводить их исследова-
ния.
Задачей курса «Физическое моделирование рабочих процес-
сов ДМ» является формирование у студентов навыков моделированияисследованразл чных ф з ческих процессов при проведении различного рода й.
В результате зучения курса студенты должны знать основные принц пы модел рования механических систем в программном про-
дукте MatLabбАрасш рен и Simulink.
Д И
3
Лабораторная работа №1
Моделирование передаточных механизмов и сцепления при помощи пакета SimDriveline
Механическая передача
СибАДИявляющиеся источником нагрузки на двигатель. Трансмиссия состоит из тел, вращающихся вокруг фиксированной оси в соответствии с законами Ньютона [1, 3].
Механическая передача – механизм, служащий для передачи и преобразования механической энергии от энергетической машины до исполн тельного механизма (одного или более) с изменением характера дв жен я ( зменения направления, сил, моментов и скоростей).
Как прав ло, |
спользуется передача вращательного движения [1, 3]. |
||
В общем случае трансмиссия предназначена для передачи кру- |
|||
тящего момента от дв гателя к колёсам (рабочему органу), изменения |
|||
тяговых ус л й, скоростей |
направления движения. Трансмиссия |
||
привод т в дв жен е машину путем превращения крутящего момента |
|||
двигателя |
вращательной энергии в кинетическую энергию транс- |
||
портного средства |
поступательного движения. Машина движется в |
||
определенной среде, |
со стороны которой возникают силы реакции, |
||
Рис. 1. Структурная схема простого передаточного механизма
вобозначениях SimDriveline
Спомощью программного обеспечения SimDriveline можно моделировать трансмиссию, объединять ее блок-схему с другими моделями Simulink. Вы можете инициировать и поддерживать вращательное движение в трансмиссии с приводом во время измерения с помо-
4
щью датчиков движения элементов трансмиссии и моментов, действующих на них [1].
труктурная схема, изображенная на рис. 1, представляет собой модель простого передаточного механизма. Эта модель демонстриру-
ет сцепление двух валов зубчатой передачей внутреннего зацепления. |
|||||||||||||||||
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Простой передаточный механизм накладывает одно ограниче- |
|||||||||||||||||
ние, заданное фиксированным передаточным отношением gFB, на |
|||||||||||||||||
движен я |
моменты двух осей [1, 3]: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Если |
|
|
B |
|
|
|
B |
|
(1) |
||||||||
|
|
gFB |
|
|
|
|
|
|
, |
||||||||
|
|
|
|
|
|
F |
|
|
|
F |
|
||||||
где ωB, ωF– угловые скорости вращения осей B и F; τB, τF – крутящие |
|||||||||||||||||
|
зубчатых |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
моменты осей B F. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
простой передаточный механизм представляет собой два |
||||||||||||||||
связанных |
колеса, то передаточное отношение связано с от- |
||||||||||||||||
ношен ем рад усов r |
чатых колес и отношение числа N зубьев на |
||||||||||||||||
каждой шестерне [1, 3] следующим образом: |
|
||||||||||||||||
|
А |
|
|||||||||||||||
|
|
gFB |
rB |
|
|
NB |
|
, |
(2) |
||||||||
|
|
r |
|
|
N |
F |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
F |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
Д |
|
|||||||||||||
где rB, rF – радиусы шестерней B и |
F; NB, |
|
NF – число зубьев шестерней |
||||||||||||||
B и F.
Порядок моделирования
1.Перед моделированием простого сцепления необходимо выполнить настройку блоков. Для блока «Крутящий момент» амплитуда и частота равны 1. Для блока «Трансмиссия окружающей среды» необходимо задать допустимую скорость сцепления, равную 1e-3 рад/с.
В блоках «Инерция 1» и «Инерция 2» задать значение момента инер- |
||
ции 1 кг·м2. В блоке «Простая передача» установить передаточное |
||
число, равное 2. |
И |
|
2. |
При помощи виртуального осциллографа снять графики изме- |
|
нения моментов и угловых скоростей. |
|
|
3. |
В блоке «Инерция 2» задать |
значение момента инерции, |
4 кг·м2. |
|
|
4. |
Выполнить п. 2. |
|
5