Моделирование скоростных характеристик автомобиля BMW M5
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
стоянным, колесо не деформируется и коэффициент сцепления шины с дорогой равен 0,7 при движении по асфальтированной сухой дороге.
Ограничения:
- Путь разгона не превышает 2000 м
- Конец разгона принимается при достижении либо максимальной скорости, либо конца участка разгона в 2000 м
5. Алгоритмизация и программирование
Алгоритм расчета математической модели
Расчет модели производится в приложении Microsoft Office EXCEL:
В поле ячеек А3-J56 вводятся исходные данные для данной модели автомобиля. В поле ячеек A43-j56 производится вычисление используемых в расчетах по следующим формулам: в ячейке Н43 рассчитывается сила сопротивления качению
Ff= m*g*f,
в ячейке Н44 рассчитывается сила тяжести автомобиля
Ga=m*g,
в ячейке Н45 - крутящий момент при максимальной мощности
Mp= 9550*Nemax/np
Радиус колеса определяется в ячейке Н46 по формуле
Rо = (0,5*d + H)/1000 Коэффициенты:
Кm=Memax/Mp,
Kn=np/nm,
a=(Kn*(Km*Kn-3)+2) / (Kn-1)2,
b=(Kn2* (3-2*Km)-1)/(Kn-1)2 ,
c=(Kn2*(Km-2)+Kn) / (Kn-1)2.
В столбец А начиная с ячейки А64 вводим значения времени с интервалом 0,1 и растягиваем до нужного значения времени. В столбце G вводим значение n=1500, а начиная с ячейки G75 n вычисляем по формуле
n=30*V*U1*U0/(*r0),
В столбце H, начиная с ячейки H64 записываем формулу вычисления крутящего момента
Ме=Мз* (ф+и*(т.тз)+с(т.тз)2
растягивая данную зависимость на определенное число ячеек получаем нужные значения Ме. В столбце I начиная с ячейки I64 рассчитываем
Алщ=0б9*Ьу*Г1*Г0*те.к0
Растягиваем данные значения до необходимых для дальнейшего вычисления. В столбце F, начиная с ячейки F64 рассчитываем значения силы лобового сопротивления
Ав=Сч*Фи*Иф*Рф*М2
Растягивая на необходимое число ячеек данную зависимость получаем необходимые значения силы Fv. В столбце J начиная с ячейки J64 рассчитываем значение динамического фактора по формуле
D= (Fko-FB)/Ga
Аналогично растягивая данную зависимость получаем необходимые значения D. В столбце E, начиная с ячейки E64 рассчитываем значения ускорения
j=(g/d)*(D-f)
Также данную зависимость растягиваем до необходимого значения. В столбце В в ячейке В64 задаемся начальной скоростью V=0, а начиная с ячейки В65 вычисляем значение скорости по следующей формуле
V=j*(tn-tn-1)+ Vn-1,
Растягиваем данные значения до необходимых. В столбце D производим вычисление перемещения, предварительно задавшись в ячейке D64 значением начального перемещения S0=0. Начиная с ячейки D65 перемещение вычисляется по формуле
Ыт=Ыт-1+ Мт*(ет-ет-1)+(от*(ет-ет-1))2.2ю
Для построения графиков выделяется два необходимых столбца и с помощью встроенного Мастера диаграмм строятся графики требуемых зависимостей.
Алгоритм вычисления разгона
1.
2.
3.
нет
4.
5. нет
Алгоритм вычисления выбега
1
2
3
нет
4
да
5
модель разгон выбег автомобиль
Программа моделирования разгона и выбега
Исходные данныеАвтомобиль Mazda626 2,0 16vМаксимальная мощностьNemax149,00л.с.109,00кВтОбороты при максимальной мощностиnp6500,00об/минМаксимальный крутящий моментMemax186,00НмОбороты при максимальном крутящем моментеnm4000,00об/минПосадочный диаметр колесаd16,00inch406,40ммШирина шиныB205,00ммВысота профиля шинH30,00,50ммКоэффициент сопротивления качениюf0,01КПД трансмиссии (0.8-0.92)nt0,92Число передачnper5,00Передаточное отношение 1 передачиU3,31Передаточное отношение 2 передачи1,84Передаточное отношение 3 передачи1,31Передаточное отношение 4 передачи1,03Передаточное отношение 5 передачи0,84Передаточное отношение главной передачиUo4,10Коэффициент учета вращающих массбпри выключении передач и выбеге1,031-ая передача1,472-ая передача1,163-ая передача1,104-ая передача1,075-ая передача1,06Коэффициент обтекаемостиKb0,26Площадь поперечного сечения автомобиляAb1,61Кэффициент заполнения площадиa0,70Габаритная ширинаBa1,69мГабаритная высотаHa1,36мМассаm1160,00кгЧастота вращения на холостом ходуnxx900,00об/минУскорение свободного паденияg9,82м/с2Промежуточные вычисленияСила сопротивления качениюFf113,91НСила тяжести автомобиляGa11391,20НКрутящий момент при максимальной мощностиMp160,15НмРадиус колесаr00,28мКоэффициентыKn1,63Km1,16a0,75b1,34c-1,09Максимально допустимые скоростиV114,18м/с51,03км/чV225,58м/с92,08км/чна данной передачеV335,80м/с128,88км/чV445,57м/с164,04км/чV556,07м/с201,87км/ч
Моделирование разгона и выбега
t, сv, м/сV, км/чs, мj, м/с2, Нn, мин-1Me, НмFo, НDбFj0,000,0000,0000,0004,0030,001500160,1569330,60871,469-4643,8330,100,4001,4410,0204,0030,071500160,1569330,60871,469-4643,7880,200,8012,8820,0804,0030,271500160,1569330,60861,469-4643,6510,301,2014,3230,1804,0030,601500160,1569330,60861,469-4643,4220,401,6015,7650,3204,0031,071500160,1569330,60861,469-4643,1030,502,0027,2060,5004,0021,681500160,1569330,60851,469-4642,6920,602,4028,6460,7214,0022,411500160,1569330,60851,469-4642,1900,702,80210,0870,9814,0013,281500160,1569330,60841,469-4641,5970,803,20211,5281,2814,0014,291500160,1569330,60831,469-4640,9130,903,60212,9681,6214,0005,431500160,1569330,60821,469-4640,1371,004,00214,4082,0013,9996,701500160,1569330,60811,469-4639,2711,104,40215,8482,4224,2438,112019169,7673500,64451,469-4921,7441,204,82617,3752,8834,3199,742213172,7974810,65591,469-5010,0391,305,25818,9303,3874,38811,572411175,5676010,66621,469-5090,3301,405,69720,5103,9354,45013,582612178,0477080,67551,469-5162,0011,506,14222,1124,5274,50415,782816180,2178020,68351,469-5224,4831,606,59323,7335,1644,54918,183023182,0578820,69031,469-5277,2651,707,04725,3715,8464,58620,783232183,5679470,69581,469-5319,9021,807,50627,0226,5734,61423,573442184,7179970,70001,469-5352,0201,907,96728,6837,3474,63226,553653185,5080310,7027