Порядок выполнения работы

Координаты центра тяжести могут быть заданы расстоянием от одной из осей L₁ или L₂  и его высотой над опорной поверхностью - h_g(рис.1).

Расстояния L₁ и L₂  могут быть определены из условий:

 

L₁ + L₂ = L         (1)

L₁/L₂ =z₂/z₁        (2)

z₂+z₁=G_a             (3)

 

где z₁ и z₂ - реакции передней и задней осей соответственно на горизонтальной опорной поверхности; G_a -полный вес автомо­биля; L -база автомобиля.

Решение этой системы позволит определить:

L₂ = L - L₁; L₁=Lz₂/G_a; L₂=z₁z₂/L₁.

 

 

Рис.1. Схема к определению положения центра тяжести автомобиля.

 

Таким образом, для определения одной координаты центра тя­жести необходимо замерить линейкой (штангенциркулем) L базу модели и произвести взвешивание всей модели, приходящегося на од­ну из ее осей: Z₁ или Z₂ (рис. 1б).

Для нахождения высоты центра тяжести h₀производят взвешивание модели в наклонном положении. Из условия равнове­сия модели относительно оси передних колес можно составить уравнение ΣМо=0:

G_a L₁ cosα + G_a h₀ sinα – Z₂^/ L cosα = 0,    (4)

где Z₂^/ -реакция задней оси модели в наклонное положении; α - угол наклона модели; h₀- высота центра тяжести модели над плоскостью, проходящей через центр переднего колеса и параллельной опорной поверхности (в данном случае наклоненной под углом α).

Из уравнения (4), можно найти h₀:

h₀=(Lz₂/G_a-L₁)tgα, (5)

аизсистемыуравнений ранее было найдено

L₁=Lz₂/G_a.  (6)

Подстановка (6) в (5) позволит записать

    h₀ = , если учесть, что sinα = H/L; cosα = , то

h₀ = ,

где Н - превышение точки опоры передней оси модели над задней.

Следовательно, высота центра тяжести модели может быть определена следующим образом:

h_g = h₀ + r_k = r_k + , (7)

где r_k - радиус колес передней оси.

Таким образом, для нахождения второй координаты центра тяжести модели, его высоты h_g, необходимо установить ее заднюю ось на площадку весов, а переднюю на подставку такой высоты, чтобы модель находилась в наклонном положении под углом 20...25° к горизонтали. После чего необходимо измерить превыше­ние точки опоры передней оси над площадкой весов H, радиус переднего колеса r_k и записать отсчет показаний весов Z^/ ₂. Далее по уравнению (7) находят искомую величину h_g. Опыты повторяют 3...4 раза, устанавливая в кузов модели различные грузы, с целью выявления закономерностей h_g =f(G_a)и L₂ = f₁ (G_a). Результаты измерений заносят в табл.1 и строят графики h_g =f(G_a)и L₂ = f₁ (G_a).

 

Таблица. 1 Результаты выполнения лабораторной работы

Номер опыта	Вес модели Ga	База модели L	Вес задней оси модели Z2	Вес задней оси модели с наклоном Z/2	H	Радиус колеса rk	L2	hg
1
2
3
4

 

 

Лабораторная работа №2