Лабораторная работа №7 Применение теоремы об изменении количества движения материальной точки к анализу движения автомобиля по закруглению дороги.

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ. Изменение направления движения любого материального объекта , в том числе и автомобиля , свидетельствует об изменении вектора его количества движения даже при постоянной величине скорости.

Поскольку любое изменение вектора количества движения автомобиля является результатом действия внешней силы , то для оценки технической возможности реализации маневра поворота автомобиля в конкретных дорожных условиях ( состоянии дорожного покрытия и величины радиуса закругления дороги) необходимо расчетным путем определить величину этой силы , приложенной к управляемым колесам автомобиля, и сопоставить ее значение с боковой силой сцепления колес и дорожного покрытия.

При условии превышения боковой силы сцепления величины усилия, необходимого для требуемого изменения вектора количества движения ,поворот автомобиля технически реализуем , в противном случае – нет.

Векторное соотношение теоремы об изменении главного вектора количества движения автомобиля при движении его по участку дороги с поворотом на 90 градусов имеет вид: .

Далее необходимо спроектировать это векторное равенство на оси координат , совпадающие с направлением вектора скорости при входе автомобиля в поворот ( ось у) и при выходе из поворота дороги ( ось х).

Напомним , что анализ необходимо провести на участке поворота дороги на угол 90 градусов, что обеспечивает ортогональность осей координат. При проектировании можно получить соотношения :

(х) MV – O = (н) ;

(у) O – MV = =(н);

При этом время движения автомобиля по данному закруглению дороги с учетом постоянства скорости и радиуса ее закругления может быть найдено:, здесь - радиус поворота дороги (м), V – скорость автомобиля ( км\час).

Таким образом , для расчета величины бокового усилия необходимого для реализации заданного радиуса поворота дороги при движении автомобиля с заданной скоростью можно воспользоваться соотношением : , где обозначено и принято:

- М- масса автомобиля (кг),

- V- скорость автомобиля при движении по повороту (40,60,90 км\час),

- - радиус закругления дороги ( 50м, 150м, 250 м).

Для оценки реализуемости поворота заданного радиуса с заданной скоростью необходимо сопоставить величину бокового усилия , необходимого для такого маневра с величиной боковой силы сцепления , которая равна, при этом коэффициент сцепления в боковом направлении колес автомобиля с дорожным покрытием обычно составляет около 75 % от величины продольного коэффициента сцепления ( 0,2 ; 0,4; 0,7).

Для определения предельно допустимой скорости движения автомобиля по закруглению дороги заданного радиуса при заданном состоянии дорожного покрытия, в связи с изложенным, можно воспользоваться соотношением ( км\час).

Результаты расчетов должны быть представлены в виде таблицы , при этом зависимость предельно допустимой (критической) скорости от дорожных условий (состояние дорожного покрытия и геометрия дороги) должна быть представлена графически с соответствующим анализом этой зависимости и выводом.