Автомобили

В учебном пособии рассмотрены основные принципы трехмерного твердотельного моделирования в области автомобилестроения на примере пакета SolidWorks. Подробно описаны приемы работы в SolidWorks с твердотельными моделями в режимах Part и Assembly. Приведена последовательность создания моделей типовых деталей автомобилей: валов, шестерен, штампованных деталей и др. Даны примеры создания трехмерных моделей сборочных единиц различного уровня сложности - от модели редуктора до модели всего автомобиля.

В методических указаниях рассмотрены основные вопросы, связанные с выполнением домашнего задания по теме «Устойчивость линейных систем автоматического управления» (курс «Управление техническими системами»).

Представлены основополагающие термины и понятия, использующиеся в научно-технической документации, научно-технической и учебной литературе, посвященной созданию и эксплуатации ракетных двигателей. Для студентов, обучающихся по специальности «Проектирование авиационных и ракетных двигателей», а также по направлению подготовки бакалавров и магистров «Авиационная и ракетно-космическая техника». Рекомендуется преподавателям указанных специальностей и преподавателям кафедры «Русский язык» МГТУ им. Н.Э. Баумана, работающим с иностранными студентами, изучающими ракетную технику. Также может быть полезным для инженеров и специалистов, занимающихся ракетным двигателестроением.

Даны методические указания к выполнению лабораторных работ по твердотельному моделированию камеры ракетного двигателя с применением системы автоматизированного проектирования CATIA V5, которые могут быть полезными при использовании системы CATIA V5 в курсовом и дипломном проектировании.

В первой части учебного пособия изложена общая характеристика, представлены классификация и конструкции воспламенительных устройств РДТТ, применяемых в настоящее время в образцах тактических и оперативно-тактических ракет, а также расчетные зависимости для их проектирования.

Во второй части учебного пособия дано описание устройства, изложены принцип действия и элементарная теория воздухозаборных устройств прямоточного воздушно-реактивного двигателя (ПВРД), приведены расчетные зависимости для их проектирования, а также указаны свойства и характеристики материалов, применяемых для их изготовления в настоящее время.

Представлены аппроксимирующие зависимости для расходного комплекса и показателя процесса расширения продуктов сгорания ряда твердых и гибридных топлив. В виде таблиц приведены результаты расчетов коэффициента тяги в пустоте и геометрической степени расширения сопла. Полученные данные позволяют оперативно определять основные параметры и характеристики ракетного двигателя для различных вариантов задания на проектирование ракетного двигателя.

Рассмотрена методика расчета настроечных параметров стендовой установки и обработки результатов огневых стендовых испытаний по определению характеристик модельной камеры сгорания гидрореактивной установки. Освещены вопросы,связанные с особенностями гидрореактивных двигателей, а также рабочих процессов в их камере сгорания. Приведены методики проведения огневых стендовых испытаний, определения критического сечения сопла и настройки гидравлических характеристик магистралей с использованием ПЭВМ.

Приведены две лабораторные работы, посвященные расчету характеристик рабочего процесса в камере ракетного двигателя на газообразных компонентах топлива (РДМТ) с использованием пакета Fortran Power Station, а также экспериментальному определению эффективности рабочего процесса в камере РДМТ на газообразных компонентах кислород + метан. Дано описание экспериментального стенда. Изложены методика проведения огневых стендовых испытаний РДМТ на газообразных компонентах топлива и методика обработки результатов таких испытаний. Представлен пример проведения сравнительного анализа результатов огневых стендовых испытаний с результатами численного моделирования рабочих процессов в камере РДМТ.

Представлены аппроксимирующие зависимости для расходного комплекса ряда жидких топлив и показателя процесса расширения продуктов сгорания в сопле. В виде таблиц приведены результаты расчетов коэффициента тяги в пустоте и геометрической степени расширения сопла. Полученные данные позволяют оперативно определять основные параметры и характеристики ракетного двигателя (удельный импульс двигателя, расход топлива, размеры камеры ЖРД) для различных вариантов задания на проектирование ракетного двигателя.

Рассмотрены методики организации и собственно курсового проектирования: порядок выполнения проекта, методики расчетов расходов компонентов топлива для камеры с внутренним охлаждением, термодинамического расчета восстановительных и окислительных двухзонных газогенераторов; даны рекомендации по профилированию контура сопла по линии тока и выбору методик расчета смесительной головки и охлаждения камеры жидкостного ракетного двигателя. Приведены состав и структура курсового проекта с примерами оглавления пояснительной записки и компоновки графической части.

В первой части учебного пособия изложены устройство, принцип действия, элементарная теория прямоточного воздушно-реактивного двигателя, даны расчетные зависимости для его проектирования.

Рассмотрено определение основных параметров газотурбинных двигателей (ГТД) и газотурбинных установок (ГТУ) энергетического, транспортного и авиационного назначения и их узлов на основе приближенного расчета для проведения дальнейших детальных термогазодинамических расчетов элементов и уточнения параметров ГТД и ГТУ.

Дано описание современных конструкционных материалов, применяемых в поршневых двигателях внутреннего сгорания для изготовления поршней, поршневых колец, клапанов, коленчатых валов, подшипников скольжения, деталей выпускного коллектора, деталей двигателей с турбонаддувом (сплавы на основе железа, алюминия, олова, свинца; композиционные материалы, керамика и металлокерамика).

В пособии показано влияние управления углами схождения колес автомобиля в движении на его эксплуатационные качества. Представлено отношение к этому вопросу исследователей и конструкторов. Выполнен анализ алгоритма, реализуемого предложенной системой управления схождением колес автомобиля. Рассмотрены конструктивные мероприятия и алгоритмы управления углами схождения колес, реализуемые в целях повышения устойчивости движения автомобиля.

Рассмотрены вопросы формирования исходных и расчетных динамических систем колесных машин, точные и приближенные методы определения собственных частот и форм свободных колебаний консервативных и неконсервативных динамических систем с конечным и бесконечным числом степеней свободы, условия резонанса в системах с конечным числом степеней свободы при гармоническом воздействии и меры борьбы с резонансными явлениями, энергетический способ оценки амплитуд колебаний в трансмиссии при полигармоническом воздействии со стороны двигателя и расчет колебаний подрессоренных и неподрессоренных масс, а также узлов и деталей трансмиссии при пространственном нагружении со стороны дороги.

Рассмотрены источники возмущающих воздействий на колесную машину, теоретические и экспериментальные способы определения инерционных, упругих и диссипативных параметров динамических систем колесных машин, свободные и вынужденные колебания в системах с различными нелинейными видами трения, при линейной и нелинейной восстанавливающей силе, а также параметрические колебания в динамических системах колесных машин и фрикционные автоколебания.

Рассмотрены теоретические основы механики грунтов и опорной проходимости колесных транспортных средств. Представлены методы расчета, анализа и прогнозирования опорной проходимости многоосных колесных машин на местности с преобладающим количеством деформируемых опорных поверхностей. Проведен анализ влияния их конструктивных и эксплуатационных параметров на характеристики опорной проходимости при прямолинейном и криволинейном движении. Содержание пособия соответствует программам и курсам лекций, которые автор читает в МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Рассмотрены теоретические основы механики грунтов и опорной проходимости колесных транспортных средств (ТС). В первой части представлены фундаментальные законы механики грунтов и приближенные методы оценки деформируемости опорных поверхностей (ОП), используемые при оценке опорной проходимости ТС, а также параметры деформируемых ОП. Содержание пособия соответствует программам и курсам лекций, которые автор читает в МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Разобраны примеры создания твердотельных моделей основных деталей двигателей внутреннего сгорания. Для студентов, обучающихся по специальности «Двигатели внутреннего сгорания».

Рассмотрены вопросы расчета и проектирования воздушной системы охлаждения лопаток высокотемпературных газовых турбин, конструктивные схемы охлаждаемых лопаток, способы подвода охлаждающего воздуха к лопаткам. Изложены методы расчета температурного поля лопаток турбины, особенности расчета каждой из них, иллюстрированные примерами расчета. Особое внимание уделено физической стороне процессов, протекающих в охлаждаемой конструкции, взаимосвязанным проблемам термодинамики, аэродинамики охлаждаемой турбины, а также вопросам экономической эффективности высокотемпературного газотурбинного двигателя с охлаждаемой турбиной.

Рассмотрено стационарное прямолинейное качение колеса. Для студентов МГТУ им. Н.Э. Баумана, обучающихся по специальности «Колесные машины».

Дано теоретическое обоснование и рассмотрены основные принципы решения реальных задач двигателестроения с помощью трехмерного СFD-пакета AVL FIRE. Приведены методы разбиения расчетной области на контрольные объемы для случаев с одной и несколькими подвижными границами, проанализированы особенности задания исходных данных расчета для двигателя с воспламенением от электрической искры и дизеля, результаты расчетов в двух- и трехмерном представлении, создание анимированных результатов.

Рассмотрены теоретические вопросы виброакустики и их приложение к прогнозированию акустических характеристик колесных машин. Даны спектральные характеристики основных источников звуковой вибрации и шума, представлены методы снижения их излучения. Рассмотрена экспериментальная оценка показателей источников вибрации и шума, а также виброакустической защиты. Даны сертификационные методы определения шума колесной машиной и шиной.

Рассмотрены функциональные свойства смазочно-охлаждающих технологических средств, применяемых в металлообработке. Пособие базируется на курсе лекций, читаемых автором в МГТУ им. Н.Э. Баумана. Первая часть посвящена функциональным действиям (смазочному, охлаждающему, моющему, защитному и режущему) смазочно-охлаждающих технологических средств, используемых при резании металлов. Рассмотрены механизмы действия, основные закономерности физико-химических процессов, протекающих в зоне резания. Показаны пути управления функциональными действиями, обеспечивающие эффективность применения.

В учебном пособии приведены основные подходы к моделированию теплового состояния крышек цилиндров поршневых двигателей внутреннего сгорания.

Рассмотрены особенности расчета и проектирования узлов и деталей планетарных коробок передач, их фрикционных элементов управления, подшипниковых узлов сателлитов планетарных рядов. Приведен подробный пример расчета зубчатых зацеплений одного планетарного ряда, входящего в состав сложной кинематической схемы планетарной коробки передач.

Рассмотрены расчетные и экспериментальные методы определения характеристик турбины, работающей на однофазном или двухфазном рабочем теле, лабораторный стенд и рабочий участок для испытаний турбины. Приведены описания программного комплекса и методики регистрации и обработки результатов экспериментов на ЭВМ.

Рассмотрены вопросы проектирования гибридных трансмиссий транспортных средств на основе планетарных механизмов. Представлены кинематические схемы серийно выпускаемых гибридных трансмиссий. Описан метод построения динамических характеристик транспортных средств с гибридной трансмиссией. Предложена методика выбора характеристик электромашин, используемых в гибридных трансмиссиях.

В первой части учебного пособия рассмотрены основные уравнения теории лопаточных машин для установившегося течения вязкого газа. Особое внимание уделено их применению в центробежных компрессорах газотурбинных двигателей.

В методических указаниях содержится описание порядка проведения лабораторных работ. Даны необходимые сведения по теории надежности и методам расчета на усталостную долговечность деталей машин. В первой работе рассматривается методика построения модели внезапного отказа деталей автомобиля с использованием программного комплекса ANSYS. Вторая работа посвящена методам расчета деталей машины на усталостную долговечность и методам схематизации случайных процессов.

Рассмотрены вопросы, связанные со статическими характеристиками эластичной шины. Для студентов старших курсов МГТУ им. Н.Э. Баумана, обучающихся по специальности «Колесные машины».

Рассмотрены расчетные и экспериментальные методы определения характеристик турбины, работающей на однофазном или двухфазном рабочем теле, лабораторный стенд и рабочий участок для испытаний турбины. Приведены описания программного комплекса и методики регистрации и обработки результатов экспериментов на ЭВМ.

Рассмотрены положения науки о трении, износе и смазке машин, новые направления и проблемы износостойкости конструкционных материалов. Описаны характеристики экспериментальной базы для оценки трибологических свойств конструкционных и смазочных материалов. Представлены методы контроля микрогеометрии поверхности, оценки механических свойств поверхностных слоев, методология исследования структурного состояния зоны поверхностной пластической деформации при трении. Проанализированы критерии оценки триботехнических свойств. Дан пример экспериментального подхода к оценке макро- и микроскопических характеристик качества антифрикционных покрытий, полученных методом триботехнологии.

Изложены краткие сведения о планетарно-цевочных передачах. Рассмотрены геометрические параметры цевочного зацепления, кинематика и конструкции планетарно-цевочных редукторов. Приведены геометрические и силовые расчеты основных элементов передач, а также пример проектировочного расчета планетарно-цевочного редуктора.

Приведен общий алгоритм расчета вибрационной безопасности колесных машин в частотной области. Определены показатели оценки неблагоприятного действия вибрации на человека и конструкцию. Рассмотрены особенности расчета линейных и нелинейных систем подрессоривания, целевые функции для оптимизации параметров подвески, синтез структуры динамической системы подвески с оптимальными характеристиками. Предложены подходы к определению закона управления автоматической, в том числе и адaптивной, системой подрессоривания и к оценке ее характеристик.

В учебном пособии рассмотрены современные методы прогнозирования динамической нагруженности трансмиссий транспортных машин при переходных процессах и установившихся режимах управляемого движения с учетом взаимодействия машины с внешней средой и динамических свойств системы «двигатель — трансмиссия — корпус».

Методические указания содержат описание порядка проведения и методики обработки результатов лабораторной работы по измерениям показателей масс, поперечной устойчивости и координат центра масс автомобилей (колесных машин). Приведена методика оценки погрешности результатов в зависимости от количества опытов. Числовой пример результатов обработки взвешивания автомобиля служит методической основой для выполнения домашнего задания.

В методических указаниях описана вторая лабораторная работа из практикума по курсу «Системы автоматизированного проектирования интегрированных компьютеризованных производствах». Рассмотрены методы и средства разработки экспертной базы знаний для интеллектуальной системы автоматизации конструирования зубчатых колес.

Рассмотрены типовые технологические процессы изготовления основных деталей камер сгорания жидкостных ракетных двигателей и смесительных головок, а также типовые процессы сборки под пайку. Даны рекомендации по пайке изделий в печах.

Рассмотрены физические процессы, теория и проектирование многоступенчатых газовых турбин газотурбинных двигателей и газотурбинных установок энергетического, транспортного и авиационного назначения, методы выбора их основных параметров и газодинамического расчета. Настоящее учебное пособие является второй частью полного издания учебного пособия по теории и проектированию газовых турбин. Первая часть пособия «Теория и проектирование ступени газовой турбины» выпущена в 2006 г. Издательством МГТУ им. Н.Э. Баумана.

В методических указаниях рассмотрены вопросы контроля резьб, а также особенности выбора методов и средств измерения параметров резьб.

Даны методические указания к третьей лабораторной работе из практикума курса «Системы автоматизированного проектирования в интегрированных компьютеризованных производствах». Рассмотрены методы проектирования технологических процессов обработки в интеллектуальной системе автоматизированного проектирования «СПРУТ-ТП».

Рассмотрены характеристики эксплуатационных и технологических свойств основных конструкционных материалов, используемых при изготовлении деталей машин. Предложена методика принятия решений при выборе материалов.

Рассмотрены конструкции подшипниковых опор прокатных валков с подшипниками скольжения открытого типа, подшипниками жидкостного трения и подшипниками качения различного типа, а также конструкции подушек для указанных типов подшипников в сочетании с устройством для самоустановки валков и фиксации подушек в осевом направлении. Дан анализ работоспособности подшипниковых опор рабочих валков клетей-кварто и изложены способы повышения их работоспособности.

В методических указаниях описана первая лабораторная работа цикла из трех лабораторных работ с домашними заданиями, составляющих учебно-лабораторный практикум курса. Лабораторная работа поможет освоению методов и средств разработки графической базы знаний для интеллектуальной системы автоматизации конструирования зубчатых колес.

Представлены материалы по конструктивным элементам деталей машин, требующим стандартного оформления. Для студентов, изучающих курс инженерной графики.

Даны рекомендации по выбору матричных методов расчета частот и форм свободных колебаний консервативных и неконсервативных динамических моделей силовых передач колесных машин с конечным числом степеней свободы в зависимости от типа матриц и их размерности, объема решаемой задачи (расчета всех или части частот и, возможно, форм свободных колебаний) и т. д. Показано, что решение задачи нахождения частот и форм свободных колебаний математически эквивалентно решению задачи на собственные значения. Рассмотрены особенности расчета собственных значений и собственных векторов. Приведены сведения о программных средствах для решения спектральных задач. Включены примеры расчета частот и форм свободных колебаний динамических систем в среде MathCAD.

Изложена методика определения конструкторских и технологических параметров цилиндрических оболочек баллонов давления, изготовляемых методом намотки из однонаправленных композиционных материалов. Результаты расчетов служат основой для разработки технологического процесса и управляющих программ намотки композитных корпусов двигателей или баллонов давления на станках с программным управлением.

В пособии рассмотрены вопросы конструирования торсионных подвесок быстроходных гусеничных машин. В первой главе дан обзор конструкций подвесок современных быстроходных гусеничных машин с подробным анализом элементов конструкции. Вторая и третья главы посвящены проектировочному расчету торсионной подвески. В них представлен порядок получения упругой и демпфирующей характеристик подвески, предложен метод уточнения характеристики демпфера с использованием программного комплекса «Trak», дан расчет на прочность элементов конструкции подвески.