Основы линейной теории подрессоривания транспортных и тяговых гусеничных машин. Савочкин В.А - 54 стр.

UptoLike

54
Так как в соответствии с формулами (4.20) и (4.21)
А
1
1
В
1
;
А
2
2
В
2
,
То уравнения, описывающие главные колебания, можно представить в
следующем виде:
);sin();sin(
111111111
β
ϕ
β
µ
+
=
+
= tkBtkВz
(4.25)
).sin();sin(
222222222
β
ϕ
β
µ
+
=
+
= tkBtkВz
(4.26)
Таким образом, на основании исследования частных уравнений системы
(4.7) можно сделать следующие выводы:
если корпус ГМ совершает одно из главных колебаний, то обобщенные
координаты z и φ изменяются по гармоническому закону одинаковой частоты
и фазы; это означает, что обе координаты изменяются синхронно, одновре-
менно имея нулевое значение и одновременно достигая экстремума;
в каждом из главных колебаний амплитуды находятся в постоянном
соотношении
1
или µ
2
), которое зависит лишь от параметров и структуры
СП и не зависит от начальных условий.
Заметим, что вероятность осуществления только одного из главных коле-
баний корпуса ГМ мала, так как для этого необходим соответствующий подбор
начальных условий. Более вероятным является движение, когда корпус соверша-
ет оба главных колебания. Такое движение корпуса описывается общим решени-
ем системы дифференциальных уравнений (4.7), которое можно получить, про-
суммировав частные решения (4.25) и (4.26). В результате будем иметь
z = z
1 +
z
2
+
+
= )sin(
1111
β
µ
tkВ );sin(
2222
β
µ
+tkВ
(4.27)
+
+
=+= )sin(
11121
β
ϕ
ϕ
ϕ
tkB ).sin(
222
β
+tkB
(4.28)
Эти выражения содержат четыре произвольные постоянные
В
1
,В
2
,β
1,
β
2,
определяемые при t = 0 из следующих начальных условий:
z(0) = z
o
; φ(0) = φ
o
;
.0)0(;0)0(
=
=
ϕ
&
&
z
(4.29)
Из уравнений (4.27) и (4.28) следует, что
z
&
+
+
= )cos(
11111
β
µ
tkВk );cos(
22222
β
µ
+tkВk
(4.30)
ϕ
&
+
+
= )cos(
1111
β
tkBk ).cos(
2222
β
+
tkBk
(4.31)
Подставив нулевые начальные условия в последние два уравнения, най-
дем, что они удовлетворяются только при
,...).5,3,1,(
2
;
2
21
=== mnmn
π
β
π
β
Приняв любые допустимые значения для n и m и подставив получившие-
ся значения в уравнения (4.27) и (4.28), получим следующую систему двух урав-
нений относительно неизвестных
В
1
и
В
2
:
.
;
21
2211
BB
BBz
o
o
+=
+
=
ϕ
(4.32)
Решая эту систему, находим
                                       54
     Так как в соответствии с формулами (4.20) и (4.21)
                  А1=µ1В1;  А2=µ2В2,
То уравнения, описывающие главные колебания, можно представить в
следующем виде:
               z1 = µ1В1 sin(k1t + β1 ); ϕ1 = B1 sin(k1t + β1 );          (4.25)
               z2 = µ 2 В2 sin(k2t + β 2 ); ϕ 2 = B2 sin(k2t + β 2 ).     (4.26)
       Таким образом, на основании исследования частных уравнений системы
(4.7) можно сделать следующие выводы:
       • если корпус ГМ совершает одно из главных колебаний, то обобщенные
координаты z и φ изменяются по гармоническому закону одинаковой частоты
и фазы; это означает, что обе координаты изменяются синхронно, одновре-
менно имея нулевое значение и одновременно достигая экстремума;
       • в каждом из главных колебаний амплитуды находятся в постоянном
соотношении (µ1 или µ2), которое зависит лишь от параметров и структуры
СП и не зависит от начальных условий.
       Заметим, что вероятность осуществления только одного из главных коле-
баний корпуса ГМ мала, так как для этого необходим соответствующий подбор
начальных условий. Более вероятным является движение, когда корпус соверша-
ет оба главных колебания. Такое движение корпуса описывается общим решени-
ем системы дифференциальных уравнений (4.7), которое можно получить, про-
суммировав частные решения (4.25) и (4.26). В результате будем иметь
             z = z1 + z2 = µ1В1 sin(k1t + β1 ) + µ 2 В2 sin(k 2t + β 2 ); (4.27)
           ϕ = ϕ1 + ϕ 2 = B1 sin(k1t + β1 ) + B2 sin(k2t + β 2 ).         (4.28)
      Эти выражения содержат четыре произвольные постоянные В1,В2 ,β1, β2,
определяемые при t = 0 из следующих начальных условий:
         z(0) = zo; φ(0) = φo; z& (0) = 0; ϕ& (0) = 0.                    (4.29)
      Из уравнений (4.27) и (4.28) следует, что
            z& = k1µ1В1 cos(k1t + β1 ) + k2 µ 2 В2 cos(k2t + β 2 );       (4.30)
           ϕ& = k1B1 cos(k1t + β1 ) + k2 B2 cos(k2t + β 2 ).        (4.31)
       Подставив нулевые начальные условия в последние два уравнения, най-
дем, что они удовлетворяются только при
                         π                  π
                   β1 = n ;        β2 = m          (n, m = 1,3,5,...).
                           2                2
       Приняв любые допустимые значения для n и m и подставив получившие-
ся значения в уравнения (4.27) и (4.28), получим следующую систему двух урав-
нений относительно неизвестных В1 и В2:
                         zo = µ1 B1 + µ 2 B2 ;
                                                                          (4.32)
                         ϕ o = B1 + B2 .
      Решая эту систему, находим