Ким И.В., к.т.н., ООО «Полином», Зузов В.Н., д.т.н., проф., МГТУ им. Н.Э.Баумана
Оценка прочности силовой структуры кузовов автобусов методами математического моделирования
Продолжение. Начало >>>
Для построения адекватной динамической модели секции автобуса необходимо точно воспроизвести распределение масс секции.
Центр тяжести секции должен совпадать с центром тяжести автобуса.
Также должно выполняться соотношение масс компонентов «j-ой» секции к массе самой секции «mj» и рекомендуется чтобы сумма масс каждого компонента секции была не больше приведенной к общей массе автобуса массы секции:
mj <= mjk <= M • li / L
где: M — масса автобуса; li — длина выбранной секции; L — длина автобуса; mjk — масса каждого компонента секции; s — количество индивидуальных масс компонента.
На рис. 4, 5, 6 и табл. 1 представлены результаты численного моделирования опрокидывания автобуса (погрешность оценивалась сравнением с экспериментом). Деформации стоек правой стороны автобуса, на которую он заваливается при опрокидывании, одинаковы.
Центр тяжести секции должен совпадать с центром тяжести автобуса.
Также должно выполняться соотношение масс компонентов «j-ой» секции к массе самой секции «mj» и рекомендуется чтобы сумма масс каждого компонента секции была не больше приведенной к общей массе автобуса массы секции:
mj <= mjk <= M • li / L
где: M — масса автобуса; li — длина выбранной секции; L — длина автобуса; mjk — масса каждого компонента секции; s — количество индивидуальных масс компонента.
На рис. 4, 5, 6 и табл. 1 представлены результаты численного моделирования опрокидывания автобуса (погрешность оценивалась сравнением с экспериментом). Деформации стоек правой стороны автобуса, на которую он заваливается при опрокидывании, одинаковы.
Рисунок 4
Рисунок 5
Рисунок 4. Деформации автобуса, полученные моделированием опрокидывания по Правилам №66 ЕЭК ООН (0,4 с после момента соприкосновения с жесткой поверхностью)
Деформации стоек автобуса и секции измерялись по точке стойки, расположенной на расстоянии 1250 мм от пола автобуса (согласно методике правил ЕЭК ООН №66).
На рис. 5 показана картина деформированного состояния секции, а на рис. 6 (а, б) картины наложенных деформаций корпуса кузова и секции, из ко-торых видно, что секция деформируется несколько больше.
Как видно из приведенных результатов (таблицы и картинок с деформированным состоянием секции), жесткость секции, как это и следовало ожидать, меньше жесткости всей конструкции в целом. Об этом также свидетельствуют деформации элементов пола автобуса, а также конструкций основания автобуса, стоек и боковин.
Исходя из этого, рекомендуется, в случае наличия экспериментальных данных по деформациям и перемещениям точек секции, учитывать тот факт, что те же самые элементы конструкции при испытании (и расчете) кузова в целом, будут иметь деформацию меньшей величины. И это необходимо учесть при расчете модели силовой схемы кузова автобуса в целом и анализе полученных результатов.
Применение подходов с использованием секций автобусов дает возможность более рационально использовать вычислительные ресурсы, а также сэкономить при проведении натурных испытаний.
Результаты уже проведенных исследований и апробации данных алгоритмов на моделях конкретных кузовов автобусов и сравнение с имеющимися экспериментальными данными свидетельствуют о том, что они являются работоспособными и достаточно эффективными.
ЛИТЕРАТУРА
Правила №66 «Единообразные описания, касающиеся официального утверждения крупногабаритных пассажирских транспортных средств в отношении прочности верхней части их конструкции».//Европейская Экономическая Комиссия, Женева, 1986.
К вопросу исследования напряженнодеформированного состояния кузовов автобусов/ Н.Ф.Бочаров, В.Н.Зузов, Н.И.Воронцова и др.// Автомобильная промышленность. — 1980. — №11. — С. 14-17.
Орлов Л.Н. Пассивная безопасность и прочность кузовов, кабин автотранспортных средств. Методы расчета и оценки: учеб. пособ. — Н. Новгород, Нижегород. гос. техн. ун-т, 2005. — 230 с.
Зузов В.Н., Трушин А.С. К вопросу о теоретической оценке пассивной безопасности легкового автомобиля в отношении фронтального столкновения с жестким препятствием.// Проектирование колесных машин: Международный научный симпозиум, посвященный 175-летию МГТУ им. Н.Э.Баумана. — М., МГТУ. —2005 г.
Трушин А.С. Исследование поведения тонкостенных элементов конструкции автомобиля при ударном смятии при помощи ПК LS-DYNA. — С. 176-186.
Рябчинский А.И., Мельников О.В. Современные средства защиты водителей и пассажиров грузовых автомобилей и автобусов при дорожно-транспортных происшествиях и методы их испытаний.- М.:НИИНАВТОПРОМ, 1974. — 72 с.
Медведков С.И. Методика компьютерного моделирования испытания автобуса на опрокидывание в соответствии с требованиями правил ЕЭК ООН №66. // С.187-194.
Музеймнек А.Ю. Описание поведения материалов в системах автоматизированного инженерного анализа: учеб. пособ., Пенза, ИИЦ ПГУ, 2005. — 152 с.
K. Elitok, A. Guler, B. Bayram An Investigation on the Roll-Over Crashworthiness of an Intercity Coach, Influence of Seat Structure and Passenger Weight, TEMSA A.S., 2006, 18 p.
J.A.C. Ambrosio et al., Crashworthiness of Transportation Systems: Structural Impact and Occupant Protection, Kluwer Academic Publishers, 1997.
Деформации стоек автобуса и секции измерялись по точке стойки, расположенной на расстоянии 1250 мм от пола автобуса (согласно методике правил ЕЭК ООН №66).
На рис. 5 показана картина деформированного состояния секции, а на рис. 6 (а, б) картины наложенных деформаций корпуса кузова и секции, из ко-торых видно, что секция деформируется несколько больше.
Как видно из приведенных результатов (таблицы и картинок с деформированным состоянием секции), жесткость секции, как это и следовало ожидать, меньше жесткости всей конструкции в целом. Об этом также свидетельствуют деформации элементов пола автобуса, а также конструкций основания автобуса, стоек и боковин.
Исходя из этого, рекомендуется, в случае наличия экспериментальных данных по деформациям и перемещениям точек секции, учитывать тот факт, что те же самые элементы конструкции при испытании (и расчете) кузова в целом, будут иметь деформацию меньшей величины. И это необходимо учесть при расчете модели силовой схемы кузова автобуса в целом и анализе полученных результатов.
Применение подходов с использованием секций автобусов дает возможность более рационально использовать вычислительные ресурсы, а также сэкономить при проведении натурных испытаний.
Результаты уже проведенных исследований и апробации данных алгоритмов на моделях конкретных кузовов автобусов и сравнение с имеющимися экспериментальными данными свидетельствуют о том, что они являются работоспособными и достаточно эффективными.
ЛИТЕРАТУРА
Правила №66 «Единообразные описания, касающиеся официального утверждения крупногабаритных пассажирских транспортных средств в отношении прочности верхней части их конструкции».//Европейская Экономическая Комиссия, Женева, 1986.
К вопросу исследования напряженнодеформированного состояния кузовов автобусов/ Н.Ф.Бочаров, В.Н.Зузов, Н.И.Воронцова и др.// Автомобильная промышленность. — 1980. — №11. — С. 14-17.
Орлов Л.Н. Пассивная безопасность и прочность кузовов, кабин автотранспортных средств. Методы расчета и оценки: учеб. пособ. — Н. Новгород, Нижегород. гос. техн. ун-т, 2005. — 230 с.
Зузов В.Н., Трушин А.С. К вопросу о теоретической оценке пассивной безопасности легкового автомобиля в отношении фронтального столкновения с жестким препятствием.// Проектирование колесных машин: Международный научный симпозиум, посвященный 175-летию МГТУ им. Н.Э.Баумана. — М., МГТУ. —2005 г.
Трушин А.С. Исследование поведения тонкостенных элементов конструкции автомобиля при ударном смятии при помощи ПК LS-DYNA. — С. 176-186.
Рябчинский А.И., Мельников О.В. Современные средства защиты водителей и пассажиров грузовых автомобилей и автобусов при дорожно-транспортных происшествиях и методы их испытаний.- М.:НИИНАВТОПРОМ, 1974. — 72 с.
Медведков С.И. Методика компьютерного моделирования испытания автобуса на опрокидывание в соответствии с требованиями правил ЕЭК ООН №66. // С.187-194.
Музеймнек А.Ю. Описание поведения материалов в системах автоматизированного инженерного анализа: учеб. пособ., Пенза, ИИЦ ПГУ, 2005. — 152 с.
K. Elitok, A. Guler, B. Bayram An Investigation on the Roll-Over Crashworthiness of an Intercity Coach, Influence of Seat Structure and Passenger Weight, TEMSA A.S., 2006, 18 p.
J.A.C. Ambrosio et al., Crashworthiness of Transportation Systems: Structural Impact and Occupant Protection, Kluwer Academic Publishers, 1997.