Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций
Каталог

Обратная связь

Я ищу:

Содержимое электронного каталога российских диссертаций

Диссертационная работа:

Кутяев Алексей Владимирович. Влияние аэродинамики на формообразование кузова при проектировании автомобиля : диссертация ... кандидата технических наук : 05.05.03 / Кутяев Алексей Владимирович; [Место защиты: ОАО "НАТИ"].- Москва, 2009.- 137 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-5/1783


Для получения доступа к работе, заполните представленную ниже форму:


*Имя Отчество:
*email



Содержание диссертации:

стр.

ВВЕДЕНИЕ 4

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ РАССМАТРИВАЕМОГО ВОПРОСА.

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ 9

ГЛАВА 2. ИСПЫТАНИЯ МАСШТАБНОЙ МОДЕЛИ АВТОМОБИЛЯ

В АЭРОДИНАМИЧЕСКОЙ ТРУБЕ 28

2.1 .Описание экспериментальной установки 28

2.2. Методика проведения аэродинамического эксперимента 31

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ФОРМЫ И ПАРАМЕТРОВ КУ
ЗОВА НА ОБТЕКАЕМОСТЬ АВТОМОБИЛЯ 40

3.1. Расчетные зависимости, устанавливающие взаимосвязь коэффици
ента Сх автомобиля с параметрами кузова , 40

  1. Взаимосвязь формы и параметров кузова с аэродинамикой автомобиля 43

  2. Возможности снижения Сх автомобиля путем оптимизации формы кузова 72

ГЛАВА 4. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИКИ МОДЕЛЬНЫХ

АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ 86

4.1.Требования к масштабным моделям автомобилей 86

4.2. Влияние факторов масштабного моделирования на аэродинамиче
ские характеристики автомобиля 99

4.3 Технико-экономическая эффективность использования модельных аэродинамических испытаний при проектировании автомобиля.. 110.

  1. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ 118

  2. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК .' 119

  3. ПРИЛОЖЕНИЕ. АКТЫ ВНЕДРЕНИЯ / 134



Введение диссертации:

Современный технический уровень производства открывает широкие перспективы для проектирования автомобиля. Технологии и, следовательно, возможности формообразования, оказывают непосредственное влияние на дизайнерское проектирование кузова.

Все большую актуальность приобретает сейчас проблема развития ме-

тодов художественного конструирования автомобиля.

Для успешной деятельности и развития современного промышленного предприятия его стратегия должна отвечать таким целям, как повышение конкурентоспособности продукции, сокращение сроков выхода продукции на рынок, уменьшение общих затрат на производство. Эволюция инженерных технологий привела к смене принципов проектирования высокотехнологичных промышленных изделий и взаимодействия специалистов, участвующих в этом процессе. Надо отметить, что тема, затрагивающая особенности дизайнерского проектирования в контексте производства, мало изучена.

На настоящий момент отсутствует единая методика создания и использования трехмерной электронной модели промышленного изделия. Помимо общих вопросов не выявлены способы и подходы к современному дизайнерскому проектированию, которое серьезно трансформировалось в связи с бурным развитием пакетов трехмерного моделирования. А ограниченный набор исследуемых в современных работах показателей практически никак не затрагивает вопросы влияния компьютерных средств моделирования на художественный облик проектируемых изделий. Так же не разработаны теоретические основы системы «дизайн-конструкция-технологичность».

Основной задачей автомобильного дизайна является повышение технического уровня и конкурентоспособности проектируемых автомобилей. При этом есть возможность непосредственного влияния на технический уровень и конкурентоспособность скоростных автотранспортных средств путем

совершенствования их аэродинамических свойств, достигаемого за счет от-

работки формы и параметров кузова в процессе художественного конструирования автомобиля.

Аэродинамика в значительной степени влияет на такие важные показатели автомобиля как: топливная экономичность, динамика, безопасность, производительность, экологичность, а также на уровень его потребительских качеств. Поскольку влияние аэродинамики проявляется при высоких скоростях движения, то основное внимание уделяется исследованию и улучшению аэродинамических характеристик скоростных автотранспортных средств.

В настоящее время наблюдается повышенный интерес к аэродинамике автомобиля. На сегодня насчитывается более двадцати сложных аэродинамических и аэроклиматических комплексов, которые стали неотъемлемой частью некоторых автомобильных фирм или научно-технических центров, занимающихся постройкой и доводкой автомобилей. Затраты на строительство таких комплексов и стоимость проведения исследования в них значительны. Так, например, стоимость аэродинамического комплекса на фирме «Порше» составляет около 19 млн. евро, а один час испытаний в аэродинамической трубе там обходится в 1500 евро. Однако, несмотря на высокую стоимость, строительство подобных комплексов расширяется, поскольку сегодня автомобильная техника стала показателем технического уровня не только фирмы, но и государства в целом. Автомобильное оборудование базируется на сложной электронной технике, к разработке автомобиля привлекаются специалисты из различных областей науки и техники. Одним из важнейших направлений этой работы стало аэродинамическое проектирование автомобиля, основанное на системной оптимизации его аэродинамических свойств, позволяющей существенно повысить топливную экономичность, динамические качества, производительность автомобиля, снизить загрязняемость и уровень шума. При этом достижение минимального значения коэффициента аэродинамического сопротивления не является единственной задачей аэродинамического проектирования автомобиля. В ходе его решается целый ряд важных

задач, влияющих на технико-экономические, потребительские и экологические качества автомобиля.

Наряду с экспериментальной аэродинамикой развиваются и совершенствуются расчетные методы определения аэродинамических характеристик автотранспортных средств с разработкой соответствующих алгоритмов и программ расчётной оптимизации их параметров обтекаемости. Разрабатываются новые методы определения и доводки аэродинамических характеристик автомобилей в дорожных условиях, когда обеспечивается полное геометрическое и кинематическое аэродинамическое подобие.

Исследованиями установлено, что снижение аэродинамического сопротивления на 4% обеспечивает уменьшение расхода топлива автотранспортным средством примерно на 1% [60]. Учитывая имеющуюся в настоящее время необходимость повышения уровня аэродинамических качеств отечественных легковых и грузовых автомобилей, а также автопоездов, можно ожидать, что совершенствование их позволит обеспечить снижение расхода топлива на 4-5%. При этом за счет разработки, постановки на производство и накопления в автомобильном парке страны автотранспортных средств со сниженным на 15-20% аэродинамическим сопротивлением ориентировочно может быть достигнута экономия топлива около 2 млн. т. [60].

Наряду с экономией топлива весьма остро стоит проблема повышения производительности автотранспортных средств, улучшения их аэродинамической устойчивости и управляемости, снижения уровня загрязнения и аэродинамического шума. Таким образом, вопросы исследования и совершенствования аэродинамики автотранспортных средств следует отнести к числу важных для нашей страны технико-экономических проблем.

Одним из основных направлений работ, обеспечивающих их решение являются экспериментальные исследования автотранспортных средств в аэродинамических трубах. При этом, учитывая необходимость достаточно быстрого повышения технического уровня и качества отечественной автомобильной продукции, что возможно при сокращении сроков исследований и

разработок в 3-4 раза с максимальным использованием стендового оборудования, возрастает роль модельных исследований, поскольку масштабное моделирование позволяет значительно интенсифицировать аэродинамические исследования, существенно уменьшить продолжительность и стоимость аэродинамического проектирования. Это подтверждается и мировой практикой, где при аэродинамическом проектировании первым обязательным и наиболее ответственным этапам являются модельные исследования. Если стоимость одного часа работы в большой зарубежной аэродинамической трубе составляет от 1000 до 1500 долларов, а стоимость одного поточного часа работы в большой трубе Т-104 ЦАГИ, в которой могут испытываться натурные автомобили, составляет 30000 руб., то стоимость одного часа работы на моделях в аэродинамической трубе А-6 Института механики МГУ составляет около 3000 руб. Таким образом, экономическая выгода от применения модельных аэродинамических исследований очевидна. Важно отметить, что если легковые и небольшие по габаритам грузовые автомобили и микроавтобусы можно испытывать в больших трубах в натуральную величину, то для тентовых грузовиков, магистральных автопоездов, особенно многозвенных, а также больших автобусов, имеющих значительные габаритные размеры, такой вид испытаний практически невозможен. Потому применительно к этим автотранспортным средствам, являющимся одним из основных потребителей жидкого топлива, модельные испытания в аэродинамических трубах служат основным видом экспериментальных исследований в процессе их аэродинамического проектирования.

Наряду с экспериментальной модельной аэродинамикой остро стоит вопрос о развитии и совершенствовании расчетных методов определения аэродинамических характеристик автотранспортных средств. Как известно применительно к отечественному автомобильному транспорту это направление аэродинамического проектирования проходит период развития. В этой связи также значительна роль модельных испытаний в малой аэродинамической трубе, поскольку в ней можно быстро и качественно смоделировать

процесс или вид обтекания той или иной зоны автомобиля и его кузова для последующего правильного математического описания взаимодействия потока с автомобилем. В трубе возможна также достаточно быстрая проверка правильности предлагаемых математических моделей по определению характера обтекания автомобиля воздушным потоком. При этом важно обеспечение получения высокоточных результатов трубного аэродинамического эксперимента.

Цель данной работы - расширение и уточнение банка данных для расчетного определения влияния геометрических параметров кузова на аэродинамику автомобиля и совершенствование методики модельных аэродинамических испытаний при проектировании автомобилей.

Реклама


2006-20011 © Каталог российских диссертаций