MODEL MECHANISMU STĚRAČE SE TŘENÍM Inženýrská mechanika a mechatronika Martin Havlena
Osnova 2/17 Obsah prezentace Cíle práce Požadavky společnosti PAL International s.r.o. Souprava stěrače čelního skla Postup modelování mechanismu stěrače Metody řešení Kinematika Dynamika Modely tření pryže Výsledky simulací Závěr Seznam literatury
Cíle práce 3/17 Požadavky PAL International s.r.o. Výpočtový program pro soupravu stěrače
Cíle práce 3/17 Požadavky PAL International s.r.o. Výpočtový program pro soupravu stěrače Modifikovatelnost vstupních parametrů
Cíle práce 3/17 Požadavky PAL International s.r.o. Výpočtový program pro soupravu stěrače Modifikovatelnost vstupních parametrů Provozní podmínky Rychlost vozidla Rychlost stírání Stav skla
Cíle práce 3/17 Požadavky PAL International s.r.o. Výpočtový program pro soupravu stěrače Modifikovatelnost vstupních parametrů Provozní podmínky Rychlost vozidla Rychlost stírání Stav skla Uspořádání mechanismu Typ uložení Délky členů
Cíle práce 3/17 Požadavky PAL International s.r.o. Výpočtový program pro soupravu stěrače Modifikovatelnost vstupních parametrů Provozní podmínky Rychlost vozidla Rychlost stírání Stav skla Uspořádání mechanismu Typ uložení Délky členů Výsledky simulací
Cíle práce 3/17 Požadavky PAL International s.r.o. Výpočtový program pro soupravu stěrače Modifikovatelnost vstupních parametrů Provozní podmínky Rychlost vozidla Rychlost stírání Stav skla Uspořádání mechanismu Typ uložení Délky členů Výsledky simulací Zatížení elektromotoru Otáčky hnacího členu Poloha a rychlost stírátek
Cíle práce 4/17 Souprava stěrače čelního skla auta Mechanismus stěrače Typ klasický Typ Master-Slave
Cíle práce 4/17 Souprava stěrače čelního skla auta Mechanismus stěrače Typ klasický Typ Master-Slave Elektromotor
Cíle práce 4/17 Souprava stěrače čelního skla auta Mechanismus stěrače Typ klasický Typ Master-Slave Elektromotor Raménka Stírátka Pryžová stěrací stěrací lišta lišta
Cíle práce 5/17 Postup modelování mechanismu stěrače Kinematický model
Cíle práce 5/17 Postup modelování mechanismu stěrače Kinematický model Dynamický model
Cíle práce 5/17 Postup modelování mechanismu stěrače Kinematický model Dynamický model Modely tření mezi pryží a sklem Suché sklo Mokré sklo Polosuché sklo
Cíle práce 5/17 Postup modelování mechanismu stěrače Kinematický model Dynamický model Modely tření mezi pryží a sklem Suché sklo Mokré sklo Polosuché sklo Začlenění modelů tření do dynamického modelu
Cíle práce 5/17 Postup modelování mechanismu stěrače Kinematický model Dynamický model Modely tření mezi pryží a sklem Suché sklo Mokré sklo Polosuché sklo Začlenění modelů tření do dynamického modelu Simulační experimenty
Kinematika MODEL MECHANISMU STĚRAČE SE TŘENÍM Metody řešení 6/17 Mechanismus klasického typu 1 Mechanismus Master-Slave 1 E 4 F 3 G=B 2 1 A 5 6 C 1 D E 4 F B 3 2 1 A 5 C D 6 G 1
Kinematika MODEL MECHANISMU STĚRAČE SE TŘENÍM Metody řešení 6/17 Mechanismus klasického typu 1 Mechanismus Master-Slave 1 E 4 F 1 A 3 2 G=B Vektorová metoda 5 6 C 1 D E 4 F 1 A 2 B 5 3 Vektorová metoda C D 6 G 1 F = F = E= = A= D = E= B= = A= C= D = = B=G= = C = G=
Metody řešení 7/17 Kinematika Mechanismus klasického typu Trigonometrická metoda Mechanismus Master-Slave Trigonometrická metoda 2 r v 3 l R 4 y 1 p d 1
Kinematika MODEL MECHANISMU STĚRAČE SE TŘENÍM Metody řešení 7/17 Mechanismus klasického typu Trigonometrická metoda Mechanismus Master-Slave Trigonometrická metoda y 2 r 1 3 l v p R 4 Analytické řešení čtyřkloubového mechanismu Vstupní souřadnice Výstupní souřadnice d 1
Kinematika MODEL MECHANISMU STĚRAČE SE TŘENÍM Metody řešení 7/17 Mechanismus klasického typu Trigonometrická metoda Mechanismus Master-Slave Trigonometrická metoda y 3 2 r l v 1 p d arcsin R 4 1 sin A Bcos Analytické řešení čtyřkloubového mechanismu arccos Vstupní souřadnice Výstupní souřadnice C Dcos A Bcos
Metody řešení 8/17 Dynamika Dynamika soustavy těles Popis pohybu středů hmotnosti těles - Kinematika Vektor celkového zrychlení Metoda uvolňování Newton-Eulerovy pohybové rovnice Numerické řešení
Metody řešení 8/17 Dynamika Dynamika soustavy těles Popis pohybu středů hmotnosti těles - Kinematika Vektor celkového zrychlení Metoda uvolňování Newton-Eulerovy pohybové rovnice Numerické řešení Rozbor akčních sil Krouticí moment elektromotoru Momentová charakteristika Třecí síly působící na stírátka
Metody řešení 9/17 i Modely tření mezi pryží a sklem Modely s konstantním třením Coulombův zákon tření: F T F N Hodnoty součinitele smykového tření f f Stav skla f konst. mokré 0,3 suché 0,9 polosuché 1,2 1 i v [ km h ] ai 1 0 2 120 3 160 Výpočet normálové síly F N F N = aerodynamická odporová síla + přítlačná síla raménka
Metody řešení 10 /17 Modely tření mezi pryží a sklem Modely s nelineárním třením Teorie tření pryže: F T F a F h f f v v F N PRYŽ TUHÝ ZÁDKLAD i F T = F a + F h ADHEZE F Vi = 0 F hi F ai HYSTEREZE
Metody řešení 10 /17 Modely tření mezi pryží a sklem Modely s nelineárním třením Teorie tření pryže: F Teorie mechanického modelu Voigtův-Prandtlův model T F a F h f f v v F N PRYŽ TUHÝ ZÁDKLAD i F T = F a + F h ADHEZE F Vi = 0 F hi F ai HYSTEREZE
Metody řešení 11 /17 Modely tření mezi pryží a sklem Suché sklo Sjednocená teorie tření Mokré sklo
Metody řešení 12 /17 Modely tření mezi pryží a sklem Závislosti získané z experimentálních dat Suché sklo Mokré sklo
Výsledky simulací 13 /17 Výsledky simulací Program v prostředí MATLABu Kinematický model
Výsledky simulací 14 /17 Výsledky simulací Dynamický model Ukázka pro Typ Rychlost stírání Stav skla Model tření klasický n suché Sjednocená 1 teorie Rychlost auta [ km h v a 120 1 ]
Výsledky simulací 15 /17 Výsledky simulací Diskuse výsledků Suché x polosuché x mokré sklo
Závěr 16 /17 Závěr Výsledky práce Matematický model mechanismu stěrače s různými modely tření mezi pryží stírátka a čelním sklem automobilu
Závěr 16 /17 Závěr Výsledky práce Matematický model mechanismu stěrače s různými modely tření mezi pryží stírátka a čelním sklem automobilu Simulace pohybu mechanismu při různých provozních podmínkách
Závěr 16 /17 Závěr Výsledky práce Matematický model mechanismu stěrače s různými modely tření mezi pryží stírátka a čelním sklem automobilu Simulace pohybu mechanismu při různých provozních podmínkách určení zátěže elektromotoru
Závěr 16 /17 Závěr Výsledky práce Matematický model mechanismu stěrače s různými modely tření mezi pryží stírátka a čelním sklem automobilu Simulace pohybu mechanismu při různých provozních podmínkách určení zátěže elektromotoru Snadno ovladatelný výpočtový program
Závěr Výsledky práce MODEL MECHANISMU STĚRAČE SE TŘENÍM Závěr 16 /17 Matematický model mechanismu stěrače s různými modely tření mezi pryží stírátka a čelním sklem automobilu Simulace pohybu mechanismu při různých provozních podmínkách určení zátěže elektromotoru Snadno ovladatelný výpočtový program změny v nastavení parametrů výpočtu jednoduché
Závěr Výsledky práce MODEL MECHANISMU STĚRAČE SE TŘENÍM Závěr 16 /17 Matematický model mechanismu stěrače s různými modely tření mezi pryží stírátka a čelním sklem automobilu Simulace pohybu mechanismu při různých provozních podmínkách určení zátěže elektromotoru Snadno ovladatelný výpočtový program změny v nastavení parametrů výpočtu Námět další práce jednoduché Návrh nové metody měření na soustavě za reálného nebo experimentálního provozu
Závěr Výsledky práce MODEL MECHANISMU STĚRAČE SE TŘENÍM Závěr 16 /17 Matematický model mechanismu stěrače s různými modely tření mezi pryží stírátka a čelním sklem automobilu Simulace pohybu mechanismu při různých provozních podmínkách určení zátěže elektromotoru Snadno ovladatelný výpočtový program změny v nastavení parametrů výpočtu Námět další práce jednoduché Návrh nové metody měření na soustavě za reálného nebo experimentálního provozu Další studium problematiky tření
Závěr Výsledky práce MODEL MECHANISMU STĚRAČE SE TŘENÍM Závěr 16 /17 Matematický model mechanismu stěrače s různými modely tření mezi pryží stírátka a čelním sklem automobilu Simulace pohybu mechanismu při různých provozních podmínkách určení zátěže elektromotoru Snadno ovladatelný výpočtový program změny v nastavení parametrů výpočtu Námět další práce jednoduché Návrh nové metody měření na soustavě za reálného nebo experimentálního provozu Další studium problematiky tření modelů. zpřesnění simulačních
Seznam literatury 17 /17 Seznam literatury [1] Valášek M., Bauma V., Šika Z.: Mechanika B. Vydavatelství ČVUT, Praha 2004. [2] Stejskal V., Brousil J., Stejskal S.: Mechanika III. Vydavatelství ČVUT, Praha 1997. [3] Lederer P.: Teorie a optimalizace mechanických systémů I a II. Vydavatelství ČVUT, Praha 1988. [4] Zaplatílek K., Doňar B.: MATLAB tvorba uživatelských aplikací. BEN technická literatura, Praha 2004. [5] Nožička J.: Mechanika tekutin. Vydavatelství ČVUT, Praha 2004. [6] Moore D.F.: The Friction and Lubrication of Elastomers. Pergamon Press, Oxford 1972. [7] Kummer H.W.: Unified Theory of Rubber and Tire Friction. The Pennsylvania State University 1966. [8] Smith R.H.: Analyzing Friction in the Design of Rubber Products and Their Paired Surfaces. CRC Press, Boca Raton 2008. [9] Firemní literatura PAL