Разработка и верификация виртуального прототипа автотранспортного средства

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Обоснование. Методы математического моделирования находят широкое применение при разработке автотранспортных средств. С целью исследования динамических свойств автотранспортного средства, исследования устойчивости и управляемости, а также для удешевления и ускорения разработки бортового программного обеспечения необходимо создать цифровой двойник, в котором описывается простанственное движение транспортного средства с моделями узлов и агрегатов, входящих в его состав.

Цель работы – разработка и верификация виртуального прототипа автотранспортного средства.

Материалы и методы. Разработка виртуального прототипа и моделирование автотранспортного средства проводились в программном пакете MATLAB&Simulink. Приводятся основные выводы уравнений необходимых для построения моделей узлов и агрегатов автомобиля. Проводятся верификационные испытания с использованием специального измерительного оборудования.

Результаты. Разработан виртуальный прототип автотранспортного средства, содержащий в себе описание совместной динамики кузова, элементов трансмиссии, подвески и колес. Проводится сравнение результатов натурных и виртуальных испытаний, подтверждающих работоспособность и адекватность виртуального прототипа. Выводятся основные графики, отражающие динамику реального и виртуального автомобиля.

Заключение. Практическая ценность разработки и исследования заключается в возможности использования виртуального прототипа при исследования динамических свойств автотранспортного средства и разработке бортовых систем управления.

Об авторах

Михаил Михайлович Жилейкин

Инновационный центр «КАМАЗ»; Московский политехнический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: jileykin_m@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8851-959X
SPIN-код: 6561-3300

доктор техн. наук, руководитель группы инженерных расчетов, профессор Передовой инженерной школы электротранспорта

Россия, 121205, Москва, Инновационный центр Сколково, Большой б-р, д. 62; Москва

Акоп Ваганович Антонян

Инновационный центр «КАМАЗ»; Московский политехнический университет

Email: AntonyanAV@kamaz.ru
ORCID iD: 0000-0002-5566-6569
SPIN-код: 4797-9808

кандидат техн. наук, главный специалист по программированию и имитационному моделированию, доцент Передовой инженерной школы электротранспорта

Россия, 121205, Москва, Инновационный центр Сколково, Большой б-р, д. 62; Москва

Юрий Михайлович Фурлетов

Московский политехнический университет

Email: yury.furletov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-7131-0933
SPIN-код: 4919-9869

кандидат техн. наук, доцент Передовой инженерной школы электротранспорта

Россия, Москва

Список литературы

  1. Жилейкин М.М. Теоретические основы повышения показателей устойчивости и управляемости колесных машин на базе методов нечеткой логики. М.: МГТУ имени Н.Э. Баумана, 2016.
  2. Dygalo V., Keller A., Shcherbin A. Principles of application of virtual and physical simulation technology in production of digital twin of active vehicle safety systems // Transportation Research Procedia. 2020. Vol. 50. P. 121–129. doi: 10.1016/j.trpro.2020.10.015
  3. Дронг В.И., Дубинин В.В., Ильин М.М. и др. Курс теоретической механики: учеб. для вузов. М.: МГТУ имени Н.Э. Баумана, 2011.
  4. Бюшгенс Г.С., Студнев Р.В. Динамика самолета. Пространственное движение. М.: Машиностроение, 1983.
  5. Дик А.Б. Расчет стационарных и нестационарных характеристик тормозящего колеса при движении с уводом: Дисс. … кандидат техн. наук. Омск, 1988.
  6. Рождественский Ю.Л., Машков К.Ю. О формировании реакции при качении упругого колеса по недеформируемому опорному основанию // Труды МВТУ. 1982. № 390. С. 56–64.
  7. Aliukov S., Keller A., Alyukov A. Method of Calculating of Relay Type Free-Wheel Mechanism // SAE Technical Paper. 2015. P. 2015-01-2782. doi: 10.4271/2015-01-2782
  8. Антонян А.В. Повышение устойчивости и управляемости автомобилей колесной формулой 4х4 путем перераспределения подводимых к колесам вращающих моментов. Дисс. … кандидат техн. наук. М., 2021.
  9. Жилейкин М.М., Котиев Г.О. Моделирование систем транспортных средств: учебник. М.: МГТУ имени Н.Э. Баумана, 2021.
  10. Жилейкин М.М., Падалкин Б.В. Математическая модель качения эластичного колеса по неровностям недеформируемого опорного основания // Известия ВУЗов. Машиностроение. 2016. № 3. С. 24–29.
  11. Смирнов Г.А. Теория движения колесных машин. М.: Машиностроение, 1990.
  12. Dubrovskiy A., Aliukov S., Keller A., et al. Adaptive Suspension of Vehicles with Wide Range of Control // SAE Technical Paper. 2016. P. 2016-01-8032. doi: 10.4271/2016-01-8032
  13. Keller A., Aliukov S. Effectiveness of Methods of Power Distribution in Transmissions of All-Wheel-Drive Trucks // SAE Technical Paper. 2015. P. 2015-01-2732. doi: 10.4271/2015-01-2732

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Ориентация и систем координат в пространстве.

Скачать (59KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Углы Эйлера–Крылова: φ, ψ, θ — углы дифферента, крена, рыскания.

Скачать (94KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Расчетная схема реакции и скоростей в пятне контакта.

Скачать (61KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Расчетная схема качения эластичного колеса.

Скачать (84KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Графики функции μs(sk) при различных значениях µsα.max и s0 для связных грунтов: а) µsα.max = 0,6; s0 = 0,0458; s1 = 0,0864; b) µsα.max = 0,6; s0 = 0,1373; s1 = 0,2539

Скачать (127KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Эллипс трения.

Скачать (30KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Расчетная схема действия боковой силы на эластичное колесо.

Скачать (54KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Расчетная схема подвески.

Скачать (44KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Автомобиль Toyota Prius Hybrid во время заездов.

Скачать (227KB)
Метаданные
11. Рис. 10. Маршрут испытательного заезда.

Скачать (113KB)
Метаданные
12. Рис. 11. Траектория центра масс математической модели цифрового двойника автомобиля.

Скачать (120KB)
Метаданные
13. Рис. 12. Сравнение параметров движения автомобиля: а) — продольное ускорение, b) — поперечное ускорение, c) — угловая скорость.

Скачать (471KB)
Метаданные

© Эко-Вектор, 2023

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».