|
Vectorsport |
||
Главная |
Численное моделирование скольжения лыж ч.2 (Верификация моделей лыж и снежной трассы) Сентябрь 2006 г. "Уверенность в правильности ошибочных решений
растет со сложностью задачи" ну да ладно, продолжим... Численное моделирование процесса скольжения лыжи по снежной трассе, позволяет теоретически определять взаимное влияние лыжи и снежной трассы и оценивать эффективность работы лыж в конкретных условиях. Для моделирования процесса скольжения необходимо: I. Математическая модель лыжи и трассы 1.Геометрическая 3D модель с разбивкой на конечные элементы
2.Физическая модель Плотность материалов 3. Верификация математической модели лыж и снежной трассы. Для повышения точности моделирования предлагается использовать метод
верификации.
Измерение зазоров между сложенными лыжами (не показаны) с помощью флекс-тестера при усилии равном м/2, м, 1.5м ; где м – масса лыжника. 3.1.1. Численное моделирование сжатия лыж флекс-тестером Пример сжатия можно посмотреть здесь в виде анимации. Результаты расчета зазоров у модели: (пятка и носок соответственно) Затем сравниваем зазоры под нагрузкой у математической
модели и у реальных лыж. 3.2. Испытание лыж на тензоприборе Измерение зазоров и распределения давления по длине лыжи на тензоприборе
( например, конструкции ВИСТИ) при усилии равном м/2, м, 1,5м ; где
м – масса лыжника. 3.2.1. Численное моделирование испытания лыж на тензоприборе Пример испытания лыж на тензоприборе можно посмотреть здесь в виде анимации. Затем сравниваем зазоры и давления под нагрузкой у модели и у реальной
лыжи. Результаты расчета зазоров у модели:
Результаты расчета давлений у модели
3.3 Измерение дуги прогиба лыжи на двух опорах. Измерение дуги прогиба реальной лыжи на двух опорах (под носком и пяткой) при усилии нагружения равном м/2, м, 1,5м ; где м – масса лыжника.
3.3.1. Численное моделирование испытания лыж на двух
опорах Пример испытания лыж на на двух опорах (не показаны) можно посмотреть здесь в виде анимации Затем сравниваем параметры дуги прогиба под нагрузкой у модели и у
реальных лыж.
3.4. Измерение частотных характеристик лыжи Измерение частотных характеристик лыжи с использованием датчика – акселерометра.
Измеренные частоты и амплитуды продольных и вертикальных ускорений
лыжи Измеренные частоты и амплитуды продольных и вертикальных ускорений
лыжи 3.5 Определение частотных характеристик математической
модели лыж. Четыре наиболее характерных формы собственных колебаний модели лыжи.
3.6 Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) Сравниваем амплитудно- частотные характеристики математической модели
Высокая степень согласования параметров реальной
лыжи и параметров математической модели должна гарантировать достаточную
точность численного моделирования скольжения и поведения лыжи на снежной
3.7 Измерение жесткости снежной трассы пенетрометром Пенетрометром определяют глубину внедрения в снежную трассу конуса
заданных размеров 3.8. Моделирование внедрения конуса пенетрометра в снежную трассу. Сравниваем результаты численного моделирования снежной трассы со свойствами
реальной снежной трассы. Математическая модель материала снежной трассы обладает широкими возможностями регулирования свойств и обеспечивает максимальное совпадение результатов моделирования со свойствами реальной снежной трассы. Например, ниже представлены графики зависимости глубины погружения конуса в снежную трассу от времени (усилие 1кг) при моделировании разных вариантов вязкоупругопластичных свойств снежной трассы.
3.9. Определение коэффициента трения скользящей поверхности лыжи Измерение коэффициентов трения, например, прибором «Уктус» для использования
этих эмпирических данных при математическом моделировании скольжения
лыжи.
4. Моделирование скольжения лыжи по снежной трассе Были выполнены расчеты при различных условиях эксплуатации лыжи в
статике и динамике. 4.1. Статика На рисунках показаны деформации лыжи и снежной трассы при нагрузке равной 1,3 массы лыжника.
Продольные и поперечные сечения нагруженной лыжи. Цветом показана величина
вертикальной деформации. (при скорости скольжения V=0 м/с ).
4.2. Динамика Скольжение лыжи по снежной трассе на скорости V=5 м/с и линейном изменении
нагрузки
По результатам расчетов можно сделать следующие выводы:
|