Влияние сезонного состояния дороги в криолитозоне на колебания подвески автомобильной техники

Богатые минерально-сырьевыми ресурсами северные регионы России характеризуются экстремальным климатом, наличием многолетнемерзлых грунтов, сезонной транспортной доступностью и неразвитой инфраструктурой. При этом перевозки автомобильным транспортом зачастую являются единственным вариантом доставки товаров для промышленности и народного потребления на Север. Дороги в районах вечной мерзлоты прокладывают в сложных грунтовых условиях. Грунты слоя сезонного промерзания-оттаивания в основаниях дорог нередко подвержены морозному пучению, что приводит к пучению при промерзании слоя и к его просадке при оттаивании. Подобные криогенные явления вместе с экстремальными климатическими воздействиями приводят повышенному износу дорог с образованием колеи, трещин и неровностей. Движение автомобильного транспорта по некачественным северным дорогам сопровождается интенсивным воздействием нагрузок от профиля дороги на колеса и корпус машины. Детали подвески (рессоры и амортизаторы) смягчают и гасят возникающие колебания. Случайные колебания подвески, их амплитуда и частота существенно зависят от сезонного состояния дороги. Для оценки повреждаемости подвески автомобильной техники на Севере актуальным является исследование механического взаимодействия в системе «автомобиль - дорога» в зависимости от сезонных факторов. Целью данной работы является выявление особенностей влияния сезонного состояния дороги на колебания подвески автомобильной техники на Севере. В работе для описания механического взаимодействия подвески автомобильной техники с дорогой в условиях криолитозоны использована теория линейных динамических систем. Это позволило выявить зависимость характеристик случайных колебаний подвески автомобиля от сезонного состояния профиля дороги. Для этого проведена математическая обработка измеренных данных профиля участка грунтовой дороги в Республике Саха (Якутия) в разные сезоны года. В зависимости от сезона получены автокорреляционные функции профиля участка дороги, по которым определены спектральные характеристики воздействия неровностей дороги для каждого сезона. Показана перспективность использования теории линейных динамических систем для изучения случайных колебаний подвески автомобильной техники в зависимости от профиля дорог в условиях криолитозоны в разные сезоны года.

случайные колебания, моделирование, линейная динамическая система, стационарные случайные функции, спектральная плотность, автокорреляционная функция, автомобильная техника, профиль дороги, подвеска

1. Лукинский В. С., Зайцев Е. И. Прогнозирование надежности автомобилей. - Л.: Политехника, 1991. - 224 с.

2. Яценко Н. Н. Колебания, прочность и форсированные испытания грузовых автомобилей. - М.: Машиностроение, 1972. - 372 с.

3. Зудов Г. Ю., Ишков А. М., Левин А. И. Методика расчета срока службы техники, эксплуатируемой в условиях холодного климата // Вестник ИрГТУ. 2013. №6(77). - С.112-116.

4. Габышев М. В., Лебедев М. П., Степанов С. П., Сивцев П. В. Численное моделирование напряженно-деформированного состояния дорожной одежды в условиях Крайнего Севера // В сборнике: V Международная конференция-школа по химической технологии ХТ'16 сборник тезисов докладов сателлитной конференции ХХ Менделеевского съезда по общей и прикладной химии. - 2016. - С. 163-164.

5. Силаев А. А. Спектральная теория подрессоривания транспортных машин. - М.: Машиностроение, 1972. - 192 с.

6. Бакиров Ж. Б., Бакиров М. Ж. Стационарные случайные колебания подвески автомобиля [Электронный ресурс]. - Режим доступа: 2012 // URL: http://www.rusnauka.com/13_EISN_2012/Tecnic/2_109215.doc.htm (21.11.2016).

7. Гурский Н. Н., Кадер Карами А. Моделирование и оптимизация колебаний подвески автомобиля // Вестник Белорусского национального технического университета, №1, 2010. - С. 44-47.

8. Дубровский А. Ф., Абрамов М. И., Сакулин Ю. А. Выбор параметров подвески грузовых автомобилей «Урал» для повышения скорости движения по изношенным грунтовым дорогам // Вестник Оренбургского государственного университета, №10 (171), 2014. - С. 66-75.

9. Пугачев В. С. Теория случайных функций и ее приложения к задачам автоматического управления. - М.:ГИТТЛ, 1957. - 659 с.

10. Баскаков С. И. Радиотехнические цепи и сигналы. - М.: Высшая школа, 1998. - 462 с.

11. Рытов С. В. Введение в статистическую радиофизику. - М.: Наука, 1966. - 404 с.

12. Вентцель Е. С. Теория вероятностей. - М.: Наука, 1964. - 576 с.

13. Левин А. И., Винокуров Г. Г. Использование теории динамических систем для моделирования колебаний подвески автомобильной техники Севера // Вестник Северо-Восточного федерального университета им. М.К. Аммосова. 2017. № 5 (61). - С. 57-66.

14. Левин А. И., Винокуров Г. Г. Влияние статистических характеристик профиля дороги на колебания подвески автомобильной техники Севера // Вестник Северо-Восточного федерального университета. 2018. - №5(67). - С. 54-64.