Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Szőke Dezső BME Járműváz- és Könnyűszerkezetek Tanszék Autóbusz lengéskényelmének javítása a felfüggesztési paramétereinek optimális megválasztásával.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Szőke Dezső BME Járműváz- és Könnyűszerkezetek Tanszék Autóbusz lengéskényelmének javítása a felfüggesztési paramétereinek optimális megválasztásával."— Előadás másolata:

1 Szőke Dezső BME Járműváz- és Könnyűszerkezetek Tanszék dezso@kme.bme.hu Autóbusz lengéskényelmének javítása a felfüggesztési paramétereinek optimális megválasztásával Innováció és fenntartható felszíni közlekedés, 2007.szept. 4-6.

2 Bevezetés A felfüggesztési rendszerrel szembeni követelmények Az autóbusz modell és az optimálandó paraméterek Paraméterérzékenység vizsgálat és optimálás Optimálási eredmények Összefoglalás

3  jármű – kényszerpálya (kinematikai gerjesztés)  kettős lengésszigetelés (abroncs+hordrugó)  szerkezetdinamikai jellemzők: - lengéskényelem (komfort érzet) - jármű úttartása, stabilitás - szerkezeti elemek dinamikus igénybevétele (kifáradás) Feladat: a felfüggesztés paramétereinek alkalmas megválasztásával elérhető, hogy a rugalmas vázszerkezetbe (pl. autóbusz) e szerkezeti elemeken keresztül bevezetett erők hatása a jármű lengésére, elemeinek dinamikus igénybevételére minimális legyen (lengésszigetelés).

4 Bevezetés A felfüggesztési rendszerrel szembeni követelmények Az autóbusz modell és az optimálandó paraméterek Paraméterérzékenység vizsgálat és optimálás Optimálási eredmények Összefoglalás

5 jármű felfüggesztés rugalmas elemei: az abroncs, a hordrugó (légrugó) és a hidraulikus csillapító (linearizált elemek) útgerjesztés (úthibák): egy véletlenszerű, sztochasztikus folyamat ami az úttípus statisztikus jellemzőitől és a jármű haladási sebességétől függ kiegészítve egyedi úthibákkal pl. vasúti átjáró hasznos terhelés jelentősen változhat, így a felfüggesztési rendszer elemeinek terhelésfüggőnek is kell(ene) lenni (pl. szintszabályozott légrugó alkalmazása) változó körülményekhez és követelményekhez is alkalmazkodni képes jármű felfüggesztéseknél szabályozott aktív vagy semi-aktív rendszereket alkalmaznak (drága, energia igényes, kis szbf.-ú modellek cél: az egyedi úthibák kivédése) statisztikusan változó gerjesztés paramétereknek (úttípus, sebesség, terhelés) megfelelő felfüggesztés paraméter változtatás (energiamentes, bonyolult, sok szbf.-ú modellek, VEM, adaptív szabályozás)

6 Michelberger P., Bokor J., Palkovics L.(1994): Robust design of active suspension system, International Journal of Vehicle Design, 14(2-3):145-165. Palkovics L.,P. Venhovens, Bokor J.(1994): Design problems of the semi-active wheel suspension system and a possible way of their elimination, FISITA’94 Conf., Beijing, China, 30-41. Michelberger P., Gajdár T., Szőke D.:(1995) Autóbuszok fejlesztésének elméleti módszerei,XII. International Heavy Vehicle Conference, Bp., 1995. szept. 13-15. Szőke D., Gajdár T. (1995): Optimal Control of Flexible Bus Structures 28th ISATA Conference, Stuttgart, 18-22. Sept. 1995, pp. 753-762. Szőke D. (1999): Effect of nonlinearities on the dynamic loads of bus framework structure, 30th Meeting of Bus and Coach Experts, Győr, 247-257. Kuti I. (1998): A computational procedure for nonlinear dynamic analysis of vehicles, Vehicle System Dynamics, 30: 37-54. Péter T., Bellay Á. (1986): Integral transformations of orad profile excitation spectra for variable vehicle speeds, Vehicle System Dynamics 15: 19-40. M. Mitschke (1990): Fahrzeugdynamik, Band B, Springer Verlag

7 Optimálási feladat megoldásához szükség van:  egy számító eljárásra, amivel a többezer szabadságfokú modell szerkezetdinamikai jellemzői (lengésgyorsulás, igénybevétel, feszültség) gyorsan számíthatók, amiből majd a célfüggvény előállítható  egy kereső algoritmusra a feltételes optimáláshoz

8 Bevezetés A felfüggesztési rendszerrel szembeni követelmények Az autóbusz modell és az optimálandó paraméterek Paraméterérzékenység vizsgálat és optimálás Optimálási eredmények Összefoglalás

9 IK GMC szerkezetdinamikai modellje az optimálandó paraméterekkel S - légrugó merevség K - hidraulikus csillapító csillapítási tényezője S 1 K 1 S 2 K 2 S K S 1 K 1 325 csomópont, 550 gerenda és lemez elemő v=10 m/s, aszfalt út, D=1 cm

10 Bevezetés A felfüggesztési rendszerrel szembeni követelmények Az autóbusz modell és az optimálandó paraméterek Paraméterérzékenység vizsgálat és optimálás Optimálási eredmények Összefoglalás

11 célfüggvény: a felépítmény átlagos gyorsulás szórásának minimuma Szerkezetdinamikai szempontból a felépítmény lengésgyorsulása, annak szórása a fő információ hordozó, amivel mind a komfortérzet (nincs utas szűrő), mind a dinamikus igénybevétel közelíthető. célfüggvény számítása: elő kell állítani minden csomópont gyorsulás spektrumát (PSD), majd azok integrálásával kapjuk a pont szórását, és képezzük azok átlagát. A spektrum függvények számításánál modális kondenzációt alkalmazunk (a diszkrét csillapító elemek beépítésével).

12 A paraméterérzékenység vizsgálatot Matlabbal végeztük, így programozás szempontjából legkedvezőbb megoldással élve, az Optim toolbox feltételes szélsőértéket számító eljárásokat alkalmaztuk. Paraméterérzékenység vizsgálat 4D-s felület (4 paraméter) így 9 4 (~ 6600) pontból áll (PIV futásidő kb. 80 perc) A gyorsulás érzékenységről elmondható, hogy  a K2 csillapítás változása a teljes felületen domináns és hatása egyértelmű,  a K1 változása már kisebb hatással bír a felépítményre és tendenciája változik is,  az optimális paraméterek a tartomány szélén (annak közelében) helyezkednek el,  a célfüggvény „lapos”, így az optimális paraméterek becslésére csak megbízható kereső algoritmusokat alkalmazhatunk.

13 Gyorsulás paraméter felület (gyorsulás érzékenység) K2K2 K1K1

14 Elmozdulás paraméter felület (elmozdulás érzékenység) K2K2 K1K1

15 Bevezetés A felfüggesztési rendszerrel szembeni követelmények Az autóbusz modell és az optimálandó paraméterek Paraméterérzékenység vizsgálat és optimálás Optimálási eredmények Összefoglalás

16 050100150200250300 0 50 100 150 200 250 A felépítmény gyorsulás szórása (--- optimált) és az optimálás eredménye (4 par.) f 0 = 222.6493 cm/s 2 f min = 182.0372 cm/s 2 dK 1 = -0.3004 K 1 dK 2 = -0.4000 K 2 dS 1 = -0.4000 S 1 dS 2 = -0.4000 S 2

17 182.2121 182.0372 182.2669 Gyorsulás paraméter felület részlet (gyorsulás érzékenység) dK 1 = -0.3 K 1 dK 2 = -0.4 K 2 dS 1 = -0.4 S 1 dS 2 = -0.4 S 2

18 050100150200250300 0 50 100 150 200 250 A felépítmény gyorsulás szórása (--- optimált) és az optimálás eredménye (2 par.) dK 1 = -0.1096 K 1 dK 2 = -0.7370 K 2 f 0 = 222.6493 cm/s 2 f min = 184.4168cm/s 2

19 050100150200250300 0 50 100 150 200 250 dK 1 = -0.2062 K 1 dK 2 = -0.4000 K 2 dS 1 = -0.4000 S 1 dS 2 = -0.4000 S 2 dλ = 0.4000 λ f 0 = 222.6493 cm/s 2 f min = 164.4926 cm/s 2 A felépítmény gyorsulás szórása (--- optimált) és az optimálás eredménye (5 par.)

20 A felépítmény gyorsulás szórása a járműhossz és haladási sebesség fgv.-ében (rugalmas és merev felépítményű városi autóbuszmodell beton úton)

21 050100150200250300 1 1.5 2 2.5 A felépítmény elmozdulás szórása (--- optimált) és az optimálás eredménye (4 par.) dK 1 = 0.4 K 1 dK 2 = 0.4 K 2 dS 1 = -0.4 S 1 dS 2 = -0.4 S 2 f 0 = 2.6386 cm f min = 2.4586 cm

22 Bevezetés A felfüggesztési rendszerrel szembeni követelmények Az autóbusz modell és az optimálandó paraméterek Paraméterérzékenység vizsgálat és optimálás Optimálási eredmények Összefoglalás

23 A jármű szerkezetdinamikai jellemzőit a hasznos terhelés, a jármű haladási sebessége és az út típusa határozza meg. A bemutatott számítógépes eljárásokkal és programmal azonban lehetőség van a jármű optimális felfüggesztés paramétereinek megbízható és gyors becslésére egy adott terhelés konfigurációhoz tartozóan. A járműbe ténylegesen beépítésre kerülő légrugó és csillapító elemek kiválasztásánál az igazi problémát a reális célfüggvény megfogalmazása jelenti.


Letölteni ppt "Szőke Dezső BME Járműváz- és Könnyűszerkezetek Tanszék Autóbusz lengéskényelmének javítása a felfüggesztési paramétereinek optimális megválasztásával."

Hasonló előadás


Google Hirdetések