Перераспределение нагрузки по колесам автомобиля при движении по закруглению дороги

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ. Поскольку движение автомобиля по закруглению дороги также сопровождается появлением сил инерции (при равномерном движении эти силы обусловлены центростремительным ускорением его центра масс), то принцип Даламбера может быть применен и для такого режима движения с тем, чтобы установить перераспределение нагрузки по колесам правой и левой сторон автомобиля, имея целью в конечном итоге оценку предельно допустимой скорости движения автомобиля при движении по повороту дороги.

Эта предельная скорость может и должна быть определена как исходя из отсутствия опрокидывания автомобиля, так и исходя из отсутствия бокового сноса по дорожному покрытию.

Для составления уравнений динамического равновесия автомобиля при движении по закруглению дороги необходимо составить схематический чертеж автомобиля (вид сзади или спереди), приняв при этом направление поворота дороги (например правый поворот).

С достаточной степенью точности можно ограничиться учетом следующих сил: вес автомобиля (приложен в центре масс), нормальные реакции дороги (приложены к правым и левым колесам), силы бокового сцепления (направлены влево при правом повороте дороги), сила инерции (приложена в центре масс автомобиля и направлена противоположно нормальному ускорению центра масс).

При этом уравнения динамического равновесия автомобиля при движении по правому закруглению дороги принимают вид:

В этих уравнениях - силы бокового сцепления правых и левых колес автомобиля с дорожным покрытием, f – коэффициент бокового сцепления колес и дороги, N – реакции дороги, Q- вес автомобиля, В – колея колес автомобиля, h – высота центра тяжести автомобиля над дорожным покрытием, - сила инерции автомобиля (приложена в центре масс), V – скорость автомобиля при движении по повороту дороги (км\час), р – радиус закругления дороги (м), g – ускорение свободного падения 9, 81 м\с2.

Исходя из очевидного условия N=0 можно получить предельную скорость движения автомобиля по дороге исходя из отсутствия опрокидывания в виде:

(км\час)

Исходя из отсутствия бокового сноса автомобиля при движении по повороту можно получить предельно допустимую скорость его по этому критерию:

(км\час).

Далее необходимо провести расчеты для различного состояния дорожного покрытия (f = 0, 1, 0, 3, 05, 07), и различных радиусов закругления дороги (50 м, 150 м, 250м) и определить изменение (перераспределение) нагрузки на колеса правой и левой стороны автомобиля и предельную скорость движения по каждому закругления при различных состояниях дорожного покрытия.

Результаты расчетов можно свести в таблицу, либо представить графически.