Силы, возникающие при торможении

5.3.3 Силы, возникающие при торможении

Расчет сил, возникающих при торможении, предусматривает скорость близкую к нулю. К этому следует добавить уменьшение радиуса шины в результате увеличения нагрузки. Поэтому в расчете необходимо использовать статический радиус r_ст. Деформация шины приводит к уменьшению плеча обкатки.

Тормозную силу L_А следует считать действующей на расстоянии:

а_b = R_o соs δ_o sin δ_o

над поверхностью дороги при и над ней – при отрицательном плече обкатки.

Рис. 5.8. Силы возникающие в стойке при торможении

Рассматривая силы относительно оси Z и точки А:

Σ М_ОZА : N_V ′_о · b + В_y5 (c + o) sin δ_o – B_x5 (c + o) cos δ_o = 0;

b = R_{o ст} + d tg δ_o + (c + o) sin δ_o; B_x5 = B_y5 ctg β N_V ′ (R_{o ст} + d_otg δ_o + (c + o) sin δ_o + B_y (c + o) sin δ_o – B_y (c + o) cos δ_o ctg β = 0;

 B_x5 = B_y5 ctg β = 94·15,97 = 1501,1 Н

Сумма моментов относительно оси Х и точки А:

 Σ М_ОХА : N_V′_о · е + В_y5 · t – B_Z5 (c + o) cos δ_o – L_b [(с + о) cos δ_o + d – а_b] = 0;

где t = (с + о) cos δ_o tg ε = 0,612∙0,9659∙0,0524 = 0,031;

 е = [(с +о) cos δ_o + d_о – r_ст] tgε = (0,612∙0,9659+0,18–0,272)∙0,0524=0,0262.

 а_b =R_{o ст}cosδ_osinδ_o = 0,005∙0,9659∙0,2588 =0,00125м.

Силы в точке А:

А_х5 - В_х5 = 0; - А_y5 + В_y5 + N_V′_о = 0; А_z5 - В_z5 - L_b = 0;

А_х5 = В_х5; А_y5 = В_y5 + N_V′_о; А_z5 = В_z5 + L_b;

А_х5 = 1501,1 Н А_y5 = 94 + 4327,5; А_z5 = -4500 +3606,25_;

 А_y5 = 4421,5 Н А_z5 = -893,75 Н.

Раскладываем силы на составляющие:

А_уu = A_y5 · sin υ = 4421,5 · 0,1484 = 656,15 Н.

A_yv = A_y5 · cos υ = 4421,5 · 0,9889 = 4372,42 Н.

A_xs = A_x5 · sin æ = 1501,1 · 0,937 = 1406,53 Н.

A_xt = A_x5 · cos æ = 1501,1 · 0,3494 = 524,48 Н.

A_zs = A_z5 · cos æ = - 893,75 · 0,3494 = - 312,28 Н.

A_zt = A_z5 · sin æ = - 893,75 · 0,937 = - 837,44 Н.

A_s = A_zs + A_xs = - 312,28 + 1406,53 = 1094,25 Н.

A_t = A_xt – A_zt = 524,48 – (- 837,44) = 1362,27 Н.

A_su = A_s · cos υ = 1094,25 · 0,9889 = 1082,06 Н.

A_sv = A_s · sin υ = 1094,25 · 0,1484 = 162,38 Н.

F₁ = A_yv + A_sv = 4372,42 + 162,38 = 4534,8 Н.

A_u = A_su – A_yu = 1082,06 – 656,15 = 425,91 Н.

Осуществляем проверку разложения сил:

√А_х5² + А_у5² + А_z5² = √A_u² + A_t² + F₁² ;

√1501,1² + 4421,5² + (- 893,75)² = √425,91² +1362,27² + 4534,8² ;

4754,13≈4754,11

A_quer = √A_u² + A_t² = √425,91² + 1362,27² = 1427,3 Н.

Сила в направляющей втулке штока амортизатора:

С₅ = А_quer · ℓ′ / (ℓ′ – о′) = 1427,3 ∙ 0,347 / (0,347 – 0,136) = 2347,27 Н

Сила, действующая на поршень:

К₅ = С₅ – А_quer = 2347,27 – 1427,3 = 919,97 Н

Изгибающий момент в штоке амортизаторной стойки:

М_к5 = А_quer · о′ = 1427,3 · 0,136 = 194,11 Н м;

Т. к. изгибающий момент для этого случая меньше момента для случая движения по разбитой дороге (М_к5 < М_к3), то заведомо можно сказать, что условие прочности для данного случая выполняется.

По-прежнему фиксируем пока минимальный диаметр штока d_min = 20 мм.