Как рассчитать нагрузки на оси грузового автопоезда?


Методика расчета нагрузки на ось для грузовых автоперевозок

Тяга к знаниям — она как «старость», в самый неожиданный момент может настичь любого. Вот и мы, застигнутые врасплох, протянули ручки к знаниям. Хотя все «изучали» в школе физику, но по жизни простейшая задачка вызывает ступор. Наша цель — понять возможности перераспределения нагрузок на оси тягача и полуприцепа при изменении расположения груза в полуприцепе. И применение этого знания на практике.

 

В рассматриваемой нами системе есть 3 объекта: тягач (T)(T), полуприцеп (p.p.)(p.p.) и груз (gr)(gr). Все переменные, относящиеся к каждому из этих объектов, будут маркироваться верхним индексом TTp.p.p.p. и grgr соответственно. Например, собственная масса тягача будет обозначаться как mTmT. В рамках настоящей задачи мы упростим все векторные выражения до обычных скалярных уравнений.

Все объекты мы будем рассматривать в системе отсчёта, в которой ось XX направлена горизонтально, ось YY — вертикально, а начало отсчёта совпадает с передней осью тягача (см.Рис.1). При таком выборе проекции всех сил, действующих на тягач, полуприцеп и груз, на ось XX равны 00 (поскольку все эти силы перпендикулярны оси XX). А проекции всех сил на ось YY — равны по модулю величине этой силы, а знак зависит от направления действия силы (если направление совпадает с направлением оси, то знак плюс, если не совпадает — минус). То есть если где-либо в тексте встречается символ F⃗ F→, значит речь идёт о силе — векторной величине. Если же в уравнении встречается символ FF, то речь идёт о величине проекции силы F⃗ F→  на ось YY. Это скалярная величина.

 

Все уравнения, описывающие наши объекты, относятся к тем моментам, когда они либо находятся в состоянии покоя, либо двигаются равномерно и прямолинейно (с точки зрения классической механики эти состояния описываются одними и теми же уравнениями и, находясь внутри системы, невозможно понять, покоится ли она или двигается равномерно и прямолинейно). В эти моменты сумма всех сил, действующих на каждый из рассматриваемых объектов, равна нулю. А также сумма всех моментов сил, действующих на каждый из объектов, равна нулю.

Наша задача не привязана к какому-либо конкретному типу тягачей, полуприцепов и грузов. Поэтому все формулы будут предоставлены в общем виде. Однако, поскольку нашей целью не является получение абстрактных формул и решение систем уравнений, а мы хотим решить практические вопросы, то величины, которые могут быть измерены на практике, будут полагаться известными.  Кроме того, мы будем рассматривать двуосный тягач и одноосный полуприцеп. В нулевом приближении при увеличении количества осей у тягача и/или полуприцепа нагрузка на каждую ось уменьшается пропорционально. Т.е. если мы получим, что нагрузка на одну ось составляет 10 тонн, то замена одной оси на 2 приведёт к тому, что нагрузка на каждую из осей будет составлять 5 тонн. Если практические измерения покажут неприменимость такого подхода, при котором нагрузка делится между осями поровну, то необходимо будет уточнить и дополнить модель.

Оставьте комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *