Моделирование динамических процессов в упругой системе с одной степенью свободы с нелинейными и нестационарными силами

· Снимите чехол и вымойте скутер.

· При необходимости зарядите аккумулятор и установите его на место.

· Проверьте все моменты, указанные на странице 9, и совершите поездку по свободной дороге на низкой скорости.

Ⅵ. Идентификация скутера

Тип, код и марка скутера указаны на рисунке 27.

Представляйте указанный номер при регистрации, получении прав и при ежегодном техосмотре. Табличка с техническими данными располагается с правой стороны рамы (см. страницу 3).

Рис.27

Идентификационный номер     Модель   Номер двигателя

Ⅶ. Набор инструментов

Набор инструментов (рис. 28) находится в отделении для багажа под

сиденьем и включает следующие инструменты:

Гаечный ключ 8x10 мм Гаечный ключ 12x14мм

Рис. 28

Отвертка Шестигранный гаечный ключ

Ручка для отвертки Гаечный ключ 18,5x17

Ⅷ. Основная техническая спецификация

Позиция	Параметр	Позиция	Параметр
Длина×Ширина х Высота мм	2035×697×1137	Передняя покрышка	130/60-13
Колесная база, мм		Задняя покрышка	130/60-13
Дорожный просвет, мм		Давление в передней покрышке, кПа(кгс/кв.см)	200 (2,0)
Вес в сухом виде, кг		Давление в задней покрышке, кПа(кгс/кв.см)	250 (2,0)
Максимальная грузоподъемность		Механизм переключения передач	Автоматический бесступенчатый
Угол поворота рулевого управления	≤48	Отношение скоростей на механизме переключения скоростей	6,89~22,39
Скорость=60км/ч	Тормозной путь при активировании переднего тормоза, м	Среднее замедление, м/с2	Тормозной путь при активировании заднего тормоза, м	Среднее замедление, м/с2
≤37,3	≥4,4(5,8)	≤54	≥2,9(5,8)
Максимальная скорость, км/час	≥85	Тип двигателя	157QMJ одноцилиндровый, 4-тактный с воздушным охлаждение
Экономный расход масла/100 км	≤2,9	Диаметр отверстия/ход поршня, мм	57,4×57,8
Показатель на подъеме	≥16	Перемещение, мл	149,6
Наклон ближнего света	-1,3%	Тип муфты	Автоматический центробежный
Модель стартера	Электрический/кикстартер	Объем бензобака, л
Смстема смазки	Масло в картере	Аккумулятор	12В 7А.ч

Позиция	Параметр	Позиция	Параметр
Номинальная мощность, кВт/об/мин	5,9/7000	Предохранитель	15 A
Максимальный крутящий момент Н.м/об/мин	8,3/6000	Фара	12В25Вт/25Вт×2
Степень сжатия	9,2：1	Задний фонарь/тормозной фонарь	12В 5Вт/21Вт
Характеристики свечи зажигания	C7HSA(NGK)&A7T, A7RT	Фонарь над номером	12В 5Вт
Зазор в свече зажигания, мм	0,6～0,7	Сигналы поворота	12В 10Вт×4
Холостые обороты	(1700±170) об/мин	Марка бензина	Октановое число 90
Объем масла для смазки коленчатого вала, л	0,9	Объем масла в коробке передач, л	0,11
Зажигание	Электронное	Марка трансмиссионного масла	SAE 80W/90
Марка моторного масла	SF SAE 15W/40 (коленчатый вал)	Зазор в воздушном клапане, мм	0,03~0,05

Ⅸ. Электрическая схема

Моделирование динамических процессов в упругой системе с одной степенью свободы с нелинейными и нестационарными силами

К системе приложены следуюшие силы

1. Упругая сила F(x), где x - упругая деформация, м

1.1 Линейная сила упругости

F = - Cx,

C- жесткость системы Н/м

1.2 Нелинейная упругая сила

F = F(x).

F F

C

C

d d

a) б)

F F

C

C

F₀

d Δ Δ d

-F₀

в) г)

Рис. 1 Основные типы нелинейностей в упругой системе

2. Сила параметрического возбуждения

F_п = F(x)(1-εsinω_п t)

ε - глубина параметрического возбужения; ω_п - частота параметрического возбуждения

3. Сила автоколебательного возбуждения. Это нелинейная сила, совпадающая по направлению со скоростью и достаточно большая при малых скоростях (чтобы обеспечить возбуждение) и малая при больших колебаниях. Возможный вариант

F_авт = K_V(1-μx²)V

4. Внешняя возмущающая сила P(t)

Тогда дифференциальное уравнение движения имеет вид

ma = -F(x)(1-εsinω_п t) - F_Д + K_V(1-μx²)V + P(t)

F_Д = bV -диссипативная сила;

1. Линейная система с сопротивлением ε =0; K_V =0; F(x) = Cx

Дифференциальное уравнение имеет вид

ma +bV + Cx = P(t)

2. Нелинейная система с сопротивлением ε =0; K_V =0;

Дифференциальное уравнение имеет вид

ma +bV + F(x) = P(t)

3. Система с параметрическим возбуждением K_V =0; F(x) = Cx

ma +bV + Cx(1-εsinω_п t) = P(t)

4. Автоколебательная система

ma +bV + Cx - K_V(1-μx²)V= P(t)

Начальные условия имеют вид

x(0) = x₀ ; V(0) = V₀

Нелинейную упругую и автоколебательную силу целесообразно оформлять в виде подсистем

Резонанс при вынужденных колебаниях в линейной системе без сопротивления. mu =0; K_V = 0; delta =0; eps=0.0 omega = k =912.9 1/s;;psi =0

Резонанс при вынужденных колебаниях в линейной системе с сопротивлением. mu =0; K_V = 0; delta =0; eps=0.0 omega = k=9129 1/s;;psi =0.25

Упругие деформации

Упругая сила

Свободные колебания в нелиненой системе с зазором при отсутствии параметрических и автоколебательных сил. mu =0; bavt = 0; delta =2e-3 m; eps=0.0; psi =0; x_0 = 2.1e-3 m

Резонанс в нелиненой системе без сопротивления при малой амплитуде возмущающей силы

при отсутствии параметрических и автоколебательных сил. mu =0; K_V = 0; delta =2e-3 m; eps=0.; psi =0; x_0 = m; P = 1000 N; jmega = 912.9 1/s

Упругая сила в нелиненой системе без сопротивления при малой амплитуде возмущающей силы при отсутствии параметрических и автоколебательных сил. mu =0; bavt = 0; delta =2e-3 m; eps=0.; psi =0; x_0 = m; P = 1000 N; omega = 912.9 1/s

Резонанс в нелинейной системе без сопротивления при большой амплитуде возмущающей

силы при отсутствии параметрических и автоколебательных сил. mu =0; bavt = 0; delta =2e-3 m; eps=0.; psi =0; x_0 = m; P = 100000 N; jmega = 912.9 1/s

Резонанс в нелинейной системе р учете сопротивления при большой амплитуде возмущающей силы при отсутствии параметрических и автоколебательных сил. mu =0; bavt = 0; delta =2e-3 m; eps=0.; psi =0.2; x_0 = m; P = 100000 N; jmega = 912.9 1/s

Параметрический резонанс mu =0; K_V = 0; delta =0; eps=0.1 omega = 2k =1825.8 1/s;;psi = 0.2

Параметрический резонанс подавлен mu =0; K_V = 0; delta =0; eps=0.1 omega = 2k =1825.8 1/s;;psi = 0.35 > eps*pi

Автоколебательный режим mu =5; K_V = 300; delta =0; eps=0;psi = 0.1

Автоколебательный режим mu =5; K_V = 300; delta =0; eps=0;psi = 0.3 Система устойчива; автоколебательный режим не установлен

Задание

2. 1.Собрать компьютерную модель с помощью системы Simulink

3. Установить режим линейной систем

. mu =0; K_V = 0; delta =0; eps=0; psi варьируется

Из режима свобдных колебаний определить собственную частоту.

Реализовать два режима

- Резонанс без сопротивления

- Резонанс с сопротивлением

4 Установить режим нелинейной упругой системы

mu =0; K_V = 0; delta =2e-3 m; eps=0.; psi =0;

- Моделировать режим свободных колебаний P=0; x_0 Достаточно для колебаний.

- Моделировать режим резонансных колебаний при малых возмущающих силах бз учета сопротивления P = 1000 N; omega = k - резонанс; psi =0;

-Моделировать режим резонансных колебаний при больших возмущающих силах без учета сопротивления P = 10000 N; omega = k - резонанс; psi =0;

-Моделировать режим резонансных колебаний при больших возмущающих силах и учете опротивления P = 10000 N; omega = k - резонанс; psi =0;

5. Установить режим параметричских колебаний

F(x) = Cx; mu =0; K_V = 0; delta =0; eps=0.1;psi = 0.2

- Проверить режим параметрического резонанса

ω = 2k

- Проверить подавление параметрического резонанса

ω = 2k; Ψ > πε

6. Установить режим автоколебаний F(x) = Cx; ε = 0; демпфирование, начальные условия варьируются

Начальные значения K_V и μ должны обеспечивать возбуждение.

Получить характеристики в случае устойчивости (не возбуждения автоколеба-ний) и в случае выхода на автоколебательный режим при разных начальных условиях

7. Составить отчет о работе (документ WORD)

Исходные данные для нелинейности типа «зазор»

№ варианта	Масса, кг	Жесткость С, Н/мкм	1/2 величины зазора, мкм	Ψ, ε, μ, KV
				Варьируются

Советы по моделированию

1. Целесообразно Word и Simulink запустить параллельно, с тем чтобы материалы из Simulink сразу перекидывать в Word (через Printscreen или Copy model to Clipboard)

2. В ходе работы каждые 10-15 мин целесообразно все результаты записывать на диск.

3.В модели русские буквы не использовать.