Диплом, курсовая, контрольная работа
Помощь в написании студенческих работ

Экспериментально-расчетный метод оценки прочности верхней части конструкции кузова автобуса при опрокидывании для условий правил ЕЭК ООН N 66

Диссертация: Экспериментально-расчетный метод оценки прочности верхней части конструкции кузова автобуса при опрокидывании для условий правил ЕЭК ООН N 66
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

I. Экспериментальное исследование прочности кузова при работе материала в упругой области с регистрацией данных о деформациях, нагружениях и перемещениях для прогнозирования предельных упругих и пластических деформаций элементов кузова с учетом конструктивных особенностей и возникновения пластических шарниров. Для этого разработаны методы экспериментального исследования и специальное оборудование… Читать ещё >

Содержание

  • 1. Анализ состояния вопроса по теме Постановка задачи исследования
  • 1. 1 Основные проблемы исследований пассивной безопасности кузовов при опрокидывании автобуса
  • 12. Компоновочные схемы автобусов
  • 13. Варианты конструкций автобусов дальнего следования 19 1 4 Автобусные кузова 20 1 5 Материалы, используемые для изготовления кузовов автобусов 30
  • Выводы по 1 главе Постановка цели и задачи исследования
  • 2. Теоретические основы исследовании
  • 2. 1 Обзор существующих теорий прочности 37 2 2 Работа внешних сил Работа внутренних сил (потенциальная энергия деформации)
  • 2. 3 Энергетический метод определения критической силы
  • 2. 4 Диаграммы деформирования
  • 2.
  • Выводы по 2 главе
  • 3. Теоретическая разработка метода оценки прочности верхней части конструкции кузовов автобусов для условий Правил ЕЭК ООН №
  • 3. 1 Критерий оценки безопасности автобусов при опрокидывании 52 3 2 Структура предлагаемого экспериментально-расчетного метода
  • 3. 3 Постановка эксперимента нагружением автобуса при работе материала конструкции кузова в упругой зоне
  • 3. 4 Кинематический анализ формоизменения конструкции кузова 61 3 5 Оценка прочности кузова по энергии формоизменения конструкции автобуса
  • 3.
  • Выводы по 3 главе
  • 4. Оценка прочности кузова комплектного автобуса экспериментально-расчетным методом
  • 4. 1 Цели экспериментального исследования прочности кузова автобуса
  • 4. 2 Испытательное оборудование
  • 4. 3 Экспериментальное исследование
  • 4. 4 Обработка экспериментальных данных 96 4 5 Испытание комплектного транспортного средства на опрокидывание
  • 4. 6 Анализ теоретических и экспериментальных данных
  • 4.
  • Выводы по 4 I лаве
  • 5. Оценка прочности секций кузова автобуса экспериментально-расчетным методом
  • 5. 1 Данные об автобусе, представляемые заводом-изготовителем
  • 5. 2 Экспериментальное исследование секций
  • 5. 3 Кинематический анализ секций кузова автобуса ПАЗ
  • 5. 4 Энергетический анализ секций кузова автобуса ПАЗ
  • 5.
  • Выводы по 5 главе
  • Общие результаты и
  • выводы

Экспериментально-расчетный метод оценки прочности верхней части конструкции кузова автобуса при опрокидывании для условий правил ЕЭК ООН N 66 (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Актуальность темы

Анализ международных предписаний по пассивной безопасности, предъявляемых к крупногабаритным пассажирским транспортным средствам, показывает, что наибольших финансовых затрат требует оценка прочности верхней части конструкции кузова по Правилам ЕЭК ООН № 66 (впоследствии ГОСТ 41.66−99). Такая оценка состоит в том, чтобы части конструкции не нарушали целостность остаточного (жизненного) пространства во время и после проведения одного из испытаний, выполненных согласно установленным Правилам. Одним из распространенных типов испытаний является опрокидывание комплектного транспортного средства. При этом автобус получает серьезные повреждения и его дальнейшее использование невозможно. Правилами предусмотрена возможность оценки прочности верхней части конструкции кузова посредством расчетов для снижения весьма высоких затрат, связанных с получением официального утверждения типа транспортного средства в отношении прочности верхней части конструкции кузова. В связи с этим очевидна целесообразность разработки экспериментально-расчетных методов оценки прочности кузова, и следовательно, актуальна тема диссертации.

Целью диссертации является создание экспериментально-расчетного метода (ЭРМ) оценки прочности кузова автобуса на основе аппарата энергетической теории прочности для условий Правил ЕЭК ООН № 66 (ГОСТ 41.66−99) без разрушения как кузова в целом, так и отдельных его частей.

Научная новизна:

• метод испытаний кузова автобуса без его разрушения при работе материала конструкции в упругой зоне;

• математическая модель деформации конструкции кузова при условии, что материал кузова обладает идеально пластическими свойствами;

• математическая модель деформации конструкции кузова при допущении идеально упруго-пластических свойств его материала.

Практическая ценность. Разработанный автором ЭРМ оценки прочности кузова автобуса использован в ФГУП «НИЦИАМТ» г. Дмитров Московской области. На основе ЭРМ подготовлен проект стандарта на метод контроля прочности кузова автобуса к Правилам ЕЭК ООН № 66 (ГОСТ 41.66−99). Метод позволяет снизить затраты и ускорить проведение сертификационных испытаний автобусов.

Объекты исследований: Автобусы ЛиАЗ-5256 и Г1АЗ-3205.

Методы исследований. Методы теорий расчета и испытаний автомобилей, методы теории упругости и пластичности, методы тензометрирования напряжений и перемещений, методы математического моделирования состояний и процессов.

Достоверность результатов выполненного исследования подтверждается данными натурных испытаний автобусов и сравнением расчетных и экспериментальных величин.

На защиту выносятся:

• результаты теоретических исследований по определению изменения формы кузова при опрокидывании автобуса;

• математические модели анализа формоизменения кузова автобуса кинематическим и энергетическим методами;

• результаты экспериментальных исследований по уточнению параметров, влияющих на деформацию кузова при опрокидывании, и подтверждению теоретических моделей;

• ЭРМ оценки прочности кузова автобуса.

Реализация результатов работы. Разработанный метод, расчетные модели и результаты исследований использованы: в ФГУП «НИЦИАМТ» при сертификационных испытанияхв учебном процессе на кафедре «Автосервис, организация и безопасность движения» Южно-Российского государственного университета экономики и сервиса (ЮРГУЭС) по курсам:

• «Лицензирование и сертификация на транспорте»;

• «Сертификация автоуслуг и АТС»;

• «Сертификация транспортных средств».

Апробация работы и публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 12 печатных трудах и доложены на:

• научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов, г. Шахты, 1998;

• межвузовской научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов. К 30-летию академии, г. Шахты, 1999;

• научно-методической и научно-исследовательской конференции МАДИ (ГТУ) № 58. К 70-летию МАДИ, г. Москва, 2000;

• межвузовской научно-практической конференции «Проблемы техники, технологий и экономики сервиса», Шахты 2000;

• XXX международной научно-технической конференции «Безопасность конструкции автотранспортных средств», ФГУП «НИЦИАМТ», г. Дмитров, 2000;

• научно-методической и научно-исследовательской конференции МАДИ (ГТУ) № 59, г. Москва, 2001; научно-методической и научно-исследовательской конференции МАДИ (ГТУ) № 60, г. Москва, 2002 г;

XXXVIII международной научно-технической конференции «Безопасность автотранспортных средств», ФГУП «НИЦИАМТ», г. Дмитров, 2002.

ОБЩИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.

I. Разработан экспериментально-расчетный метод оценки прочности кузова автобуса при опрокидывании, позволяющий дать оценку прочности кузова автобуса при проведении сертификации без разрушения кузова, на основе аппарата энергетической теории прочности для условий Правил ЕЭК ООН № 66 (ГОСТ 41.66−99). Для этого предложено три этапа:

I. Экспериментальное исследование прочности кузова при работе материала в упругой области с регистрацией данных о деформациях, нагружениях и перемещениях для прогнозирования предельных упругих и пластических деформаций элементов кузова с учетом конструктивных особенностей и возникновения пластических шарниров. Для этого разработаны методы экспериментального исследования и специальное оборудование для исследования основных параметров кузова автобуса.

II. Кинематический анализ прочности кузова автобуса проводят при допущении, что материал конструкции кузова обладает идеально пластическими свойствами. С учетом этого допущения, на основании данных первого этапа и с использованием разработанной математической модели деформации конструкции кузова, составляют уравнения деформации элементов кузова и рассчитывают перемещения частей конструкций в сторону остаточного пространства. По результатам расчетов принимают решения о соответствии конструкции установленным требованиям Правил № 66.

III. Оценку прочности кузова автобуса по энергии формоизменения конструкции проводят при условии, что материал кузова обладает свойствами идеально упруго-пластического материала. При этом на основании данных, полученных на предыдущих этапах, с использованием разработанной соответствующей математической модели, определяются функциональные зависимости деформирования идеально упруго-пластического материала для каждого возможного пластического шарнира, расположенного на исследуемых шпангоутных рамах. Затем принимают решения о соответствии кузова установленным требованиям Правил № 66 (ГОСТ 41.66−99).

2. Проведено экспериментальное исследование прочности кузова автобуса ЛиАЗ-5256 на созданном стенде и его испытания на опрокидывание для подтверждения точности предлагаемого метода. Сравнительный анализ экспериментально-расчетного и традиционного методов показал, что предлагаемый метод позволяет рассчитывать перемещения элементов кузова с расхождением данных «пределах 15%.

3. На основе представленного ЭРМ оценки прочности кузова автобуса разработан проект стандарта Ассоциации Автомобильных Инженеров России на метод контроля прочности кузовов автобусов.

4. Созданные теоретические разработки и программный комплекс внедрены на ФГУП «НИЦИАМТ», а также используются в учебном процессе ЮРГУЭС.

5. Разработанный метод оценки прочности кузова удовлетворяет требованиям приложения 6 Правил ЕЭК ООН № 66 (ГОСТ 41.66−99), поскольку позволяет: моделировать поведение конструкции в процессе значительных «ластических деформацийпроводить анализ конструкции и выявлять возможные места пластических деформацийпроводить испытания для определения упругопластической деформации конструкции кузова;

• определять величины пластической деформации,.

• учитывать изменения геометрии конструкции, происходящие на стадии деформирования кузова, не превышающие допустимых пределов.

Показать весь текст

Список литературы

  1. К. М. Крутильная жесткость и прочность безрамного автобуса // Автомобильная промышленность. 1960. -№ 2.
  2. К. М. Кручение автобуса с несущим основанием, вызываемое дорожными неровностями: Дис. канд. техн. наук. М., 1961.
  3. К. М. Развитие конструкции львовских автобусов. П Автомобильная промышленность. 1961. — № 5.
  4. К. М. Классификация и качество несущих систем автобусов. -М.: Машиностроение, 1972.
  5. С. В. Лукьянов А. В и др. Сопротивление материалов: Учеб. пособие: В 2 т. М.: ВЗПИ, 1990. Т. 1.
  6. И. Ф. Расчет автомобильных рам на прочность Автомобиль. М.: Машгиз, 1955.
  7. Н. Ф. Расчет на прочность рам грузовых автомобилей: Дис. канд. техн. наук. М, 1954.
  8. П. Исследование больших пластических деформаций и разрыва: Пер с англ. М.: Изд. иностр. лит., 1955. — 444 с.
  9. Воронцова Н И. Исследование прочности несущих кузовов автобусов отечественного производства: Дис. канд. техн. наук. М., 1972 г
  10. Ю.Воронцова Н И., Беляков Н И. Расчет несущего кузова автобуса на изгиб статической нагрузкой // Тр. им. «Прочность и долговечность автомобильных несущих систем» 1971.
  11. Воронцова Н И. и др. Тензометрирование деталей автомобиля. М.: Машгиз, 1962.12,Гаронин Л. С. Автобусы // Итоги науки и техники. Серия автомобилестроение. ВИНИТИ, 1990. — Т. 4.
  12. Д. Б. и Воронцова Н. И. Расчет несущего кузова автобуса на изгиб статической нагрузкой // М.: Тр. НАМИ. 1965. — Вып. 77.
  13. Д. Б. и Воронцова Н И. Расчет основания несущего кузова автобуса на изгиб статической нагрузкой // М.: Тр. НАМИ. 1965. -Вып. 77.
  14. Д. Б., Ошноков В. А. Рамы грузовых автомобилей. М.: Машгиз, 1959.
  15. Д. Б., Воронцова Н. И. Беляков Н И. Методика и оборудование для испытаний кузовов автобусов на прэчность // Автомобильная промышленность. 1962. № 9.
  16. Д. Б. и Давлюдов J1. О. Оценка жесткости кузова // Автомобилестроение. 1964. № 2.
  17. Исследование прочности кабины автомобиля ЗИЛ-130 /Гельфгат Д.Б., Ошноков В. А., Михайлюта Д. Л. Орлов Б. Н. // М.: Автомобильная промышленность. 1963. — № 1
  18. Д. Б. Прочность автомобильных кузовов. М.: Машиностроение, 1972.
  19. А. В, Шпиро Г. С. Сопротивление материалов: Учеб. для техн. вузов 5-е изд., перераб. И доп — М.: Высш. шк., 1989. — 624 е.: ил.
  20. Г. М. Сопротивление материалов.— М.: Высш. шк., 1999.
  21. .Ю., Коханенко В Н. Актуальность разработки расчетного метода при проведении сертификационных испытаниях автобусов //Сб. науч. трудов молодых ученых и аспирантов. Шахты: ДГАС, 1998. Вып. 27.
  22. .Ю., Коханенко ВН. Алгоритм экспериментально-расчетного метода определения целостности остаточного пространства //Сб. науч. трудов молодых ученых и аспирантов. Шахты: ДГАС, 1999. Вып. 31.
  23. .Ю., Коханенко В Н., Левченко А. А. Геометрический анализ целостности остаточного пространства экспериментально-расчетного метода //Сб. науч. трудов молодых ученых и аспирантов. -Шахты: ДГАС, 1999. Вып. 31.
  24. .Ю. Критерий оценки прочности кузова при сертификации автобусов. // Межвузовский сб. науч. тр. «Экология, технология и оборудование» Ростов-на-Дону. ДГТУ, 2001. — 198 с.
  25. .Ю. Кинематика движения частей конструкции кузова при оценке его прочности. // Межвузовский сб. науч. тр. «Экология, технология и оборудование» Ростов-на-Дону: ДГТУ, 2001. — i98 с.
  26. .Ю. Оценка пассивной безопасности кузова автобуса по энергии формоизменения. // Межвузовский сб. науч. тр. «Экология, технология и оборудование» Ростов-на-Дону: ДГТУ, 2001. — 198 с.
  27. К. М. Энергетический метод определения перемещений в стержневых конструкциях: Уч-метод. пособие/ К. М. Кононов, Н А. Малахова- Челяб. политехи, ин-т им. Ленинского комсомола, каф. сопромат. Челябинск: ЧПИ, 1977 г. — 59 с.
  28. ЗГКоршаков И. К. Методика комплексной оценки последствий встречного столкновения легковых автомобилей: Дис. канд. техн. наук. М., 1974 г.
  29. Н. А. Сопротивление материалов. Учеб. пособие М.: Высш. шк., 2000. -430 с.: ил.
  30. Котляр С И. Расчет кузова автобуса вагонного типа «А». М.: НАТИ, 1938.
  31. Котляр С И. Расчет несущего кузова автобуса вагонного типа: Дис канд. техн. наук, — М., 1946.
  32. СИ. Экспериментальное исследование моделей рам при статическом нагружении. М.: НАМИ, 1950.
  33. Ф., Аргон А. Деформация и разрушение материалов: Пер с англ. М.: Мир, 1970.
  34. Н. Н. Прикладная теория пластичности и ползучести. Учебник для студентов вузов. 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1975. — 400 с.
  35. Механика разрушения и прочность материалов: Справочное пособие. В 4-х т. / Под ред. В. В Панасюка. — Киеч: Наукова думка, 1988 — 1990.
  36. Э. Н., Благодарный Ю. Ф. Калмыков Б. Ю Кузова автобусов. Расчетно-экспериментальные методы оценки пассивной безопасности // Автомобильная промышленность. 2000. № 9.
  37. Э. Н., Благодарный Ю. Ф., Иванов А. М., Порватов И. Н., Калмыков Б.Ю. Анализ точности экспериментально-расчетного метода оценки прочности кузова при сертификации автобусов по
  38. Орлов, А Л. Расчетно-экспериментальная оценка безопасности кузовов автобусов // Прогресс транспортных средств и систем: Материалы научн.-практ. конф. Ч. 1. -Волгоград, 1999. -С. 112−114,
  39. А.Л., Кудрявцев С М., Орлов Л. Н. Инженерный метод расчета кузовов автобусов на безопасность // Прогресс транспортных средств и систем: Материалы научн.-практ. конф. 4 .1. -Волгоград, 1999. -С. 115 118.
  40. Л.Н. и др. Расчетная оценка прочности кузовов автобусов ПАЗ // Автотракторостроение, промышленность и высшая школа. К60. летию воссоздания МАМИ Тез докл на XXVII науч -техн конф ААИ Ч II М, 1999 — С 32Г-34
  41. Осепчугов В В, Атоян К М О жесткости и прочности кузова автобуса ЛАЗ-695 // Автомобильная промышленность 1958 № 5
  42. Осепчугов В В Классификация автобусных кузовов по силовым схемам // Автомобильный транспорт 1959 № 9
  43. Осепчугов В В Автобусы -М Машиностроение, 1971
  44. Павловский Я Автомобильные кузова Пер с польск М Машиностроение, 1977
  45. Папкович П Ф Строительная механика корабля В 3 т М Морской транспорт 1947 Т 2 -Ч 1
  46. Писаренко Г С и др Сопротивление материалов- Киев Вища школа, 1973
  47. Погодин-Алексеев Г И Свойства металлов при ударном нагружении -М Металлургиздат, 1953
  48. Погодин-Алексеев Г И Сравнительное испытание на удар сплошных и составных образцов // Заводская лаборатория 1947 — № 12
  49. Погодин-Алексеев Г И Методы определения динамических свойств металлов М Машпром, 1957
  50. Поюдин-Алексеев Г И, Артамонов Б, А Метод измерения стрел прогиба образцов при построении диаграмм динамического изгиба МВТУ Мю Машгиз, 1955 Вып № 41
  51. Погодин-Алексеев Г И, Артамонов Б, А Динамическая прочность и диаграммы деформации стали при ударном изгибе Сб «Металловедение и термическая обработка» М Машиностроение, 1964
  52. Порватов И Н Исследование интенсивности коррозии кузовов автобусов Дис канд техн наук М, 1978 158 с
  53. Правила ЕЭК ООН № 66 Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения крупногабаритных пассажирскихтранспортных средств в отношении прочности верхней части их конструкцииЖенева: Организация Объединенных Наций, 1986.
  54. А. И. Основы сертификации АТС: Учеб. пособие для ст-в спец. 240 400 «ОиБДД» / Рябчинский А. И. Фотин Р К Стрельцова Т. Э. М.: МАДИ (ТУ), 1994. — 94 стр.
  55. А. И. Международная регламентация безопасности конструкции АТС: Учеб. пособие. М.: МАДИ (ТУ), 1989. 65 стр.
  56. А. И., Мельников О. В. Современные системы защиты водителей и пассажиров грузовых автомобилей и автобусов при ДТП и методы их испытаний. М.: НИИНАвтопром. 1976. — 69 с.
  57. А. И., Фотин Р К. Оценка пассивной безопасности легковых автомобилей при имитации дорожно-транспортных происшествий. М.: НИИНавтопром, 1973 г.
  58. А. И. и др. Методы испытаний легковых автомобилей на пассивную безопасность. М.: НИИНавтопром, 1972 г.
  59. А. И., Фролов В В. Ударно-прочностные качества кабины и пассивная безопасность грузовых автомобилей. М.: НИИНАвтопром, (Заказное изд.) / Центр, науч.-исслед. автомоб. полигон НАМИ. — 1974. — 78 с.
  60. А. И., Сидоров Ю. С. Безопасность конструкции автомобилей // Автомобилестроение. 1971. — № 2.
  61. А.Е. Сопротивление материалов, теории упругости и пластичности. Основы теории с примерами расчетов. Учебник / А. Е. Саргсян М.: АСВ, 1998. — 240 с.
  62. А.Ф., Штоль Ю. Л., Скрипников С. А. Кузова легковых автомобилей. Обслуживание и ремонт. 2-е изд., стереотипное. М.: Транспорт, 1997. — 256 с.
  63. Л. Д. Сопротивление металлов пластической деформации. -М.: Металлургиздат, 1963. 284 с. t
  64. П.А. Сопротивление материалов: Учеб. для немашиностроит. спец. вузов. 9-е исправленное. — М.: Интеграл-Пресс, 1997. — 320 с.
  65. В. И. Сопротивление материалов. М.: Наука, 198 681. Школьников Б. М. Изт" автобусного несущего кузова // Автомобильная промышленность 1962. — № 7.
  66. .М. Первичная математико-статическая обработка результатов тензометрирования // Автомобильная промышленность. -1965,-№ 8.
  67. .М. Экспериментальное исследование напряжений стержней и балок несущей системы автомобиля по методу сечений // Тр. НАМИ. 1971. -№ 132.
  68. .М., Тагунов Ю. Р. Оценка поведения кузова при столкновении автомобилей // Автомобильная промышленность. -1972. -№ 3.
  69. . М. Исследования по строительной механике автомобиля: Дис. докт. техн. наук. М. 1973. — 350 с.
  70. . М. Исследование прочности автомобильных несущих кузовов-фургонов: Дис. канд. техн. наук М., I960 г. — 233 с.
  71. Pawlowski J. Nadwozia samochodowe. Warszawa, WkiL, 1964.
  72. Pawlowski J. Vehicle body engineering. London. Business Books Ltd., 1969.
  73. The passenger vehicle exhibits Coach. J., BusRev. --- 1982. 50, № 12. P. 48−49, -52- 54, 56, 58−59, 62.
Заполнить форму текущей работой

На отлично!