Экспериментальное исследование напряженно-деформированного состояния высоконагруженных рамных конструкций и оценка ресурса элементов несущей системы

• Автор: Лушников, Станислав Юрьевич
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 210 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ_НЕСУЩИХ СИСТЕМ ПОЛУПРИЦЕПОВ
1.1. Особенности существующих конструкций рам и корпусов транспортных машин
1.2 Цель и задачи исследовании
Глава 2. РАЗРАБОТКА РАСЧЕТНОЙ МОДЕЛИ НЕСУЩЕЙ СИСТЕМЫ ПОЛУПРИЦЕПА
2.1 Основные принципы моделирования конечно-элементных моделей
2.2 Особенности расчетных моделей, различных вариантов рам полуприцепов
Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ НДС ЭЛЕМЕНТОВ НЕСУЩИХ СИСТЕМ РАЗЛИЧНЫХ ВАРИАНТОВ РАМ ПОЛУПРИЦЕПОВ
3.1 Разработка расчетной схемы и численные эксперименты по оценке НДС существующих конструкций полуприцепов
3.2 Оценка аналогичной конструкции полуприцепа с позиции НДС ее элементов. Анализ полученных резуль татов. Выводы
3.3 Варианты расчетных схем конструкций несущих систем проектируемого полуприцепа «Ката1_1», «Ката1_3», «Ыата2_1»,
«Вата2_7», «13ата15”»
3.4 Оценка предложенных вариантов расчетных схем конструкций полуприцепа с позиции НДС их элементов. Анализ расчетных данных. Выводы
3.7 Обоснование конструкции рамы полуприцепа по результатам
выполненных исследований и ее проектирование
Глава 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
НДС ЭЛЕМЕНТОВ ПОЛУПРИЦЕПА
4.1 Отладка аппаратуры для статических испытаний
4.2 Экспериментальное исследование НДС элементов конструкции
полуприцепа
4.3 Обработка результатов и выводы
Глава 5. МЕТОД ОЦЕНКИ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИИ НА СТАДИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОПЫТНОГО ОБРАЗЦА
5.1 Разработка и отладка аппаратуры для испытаний
5.2 Разработка и отладка программы обработки величин переменных
напряжений, распределенных по случайному закону
5.3 Экспериментальное исследование величин переменных напряжений в элементах конструкции специального автобуса малой вместимости
5.4 Обработка результатов и выводы
ВЫВОДЫ
Список использованной литературы
ПРИЛОЖЕНИЕ №

ВВЕДЕНИЕ
В связи с постоянным ростом цен на топливо и металлопрокат в последние годы актуальным стал вопрос снижения массы автомобиля. Основной силой вредных сопротивлений, действующих на движущийся с небольшой скоростью автомобиль, является сила сопротивления качению шин, которая прямо пропорциональна нагрузке, передаваемой через вращающиеся колеса на дорогу. Сопротивление, возникающее па подъеме, так же пропорционально массе, автомобиля, как и преодолеваемая при ускорении автомобиля сила инерции.
Автомобилестроительные компании и поставщики оборудования затрачивают значительные средства на научные исследования по снижению расхода топлива двигателей. С этой целью совершенствуют конструкции карбюратора и системы впрыска, усложняют систему зажигания, а также организуют подачу воздуха в двигатель при помощи турбонагнетателя. В настоящее время усилия в этих направлениях практически не дают желаемых результатов и, кроме того, это приводит к усложнению и удорожанию оборудования и, не в меньшей мере, усложняет технологию изготовления.
Эффективной мерой по снижению расхода топлива является уменьшение массы механических частей и оборудования, что, в свою очередь, снижает инерционные силы сопротивления, возникающие при ускорении поступательного и вращательного движений, а также приводит к уменьшению сопротивлений качению и подъему. Важное значение для снижения массы имеют конфигурация и компоновка частей и элементов конструкции автомобиля. Например, если сделать ведущими передние колеса автомобиля, то можно избавиться от массы карданного вала и картера ведущего моста. Однако это справедливо только в том случае, когда переход от схемы с задним расположением ведущих колес к схеме с передним расположением ведущих колес проводится на стадии проектирования нового автомобиля. Если такое изменение провести на этапе, когда производство уже оснащено

перемещение или вращение называется «степенью свободы»; оно представляет собой неизвестную величину, подлежащую определению. Таким образом, перемещение узла определяется его поступательными перемещениями вдоль осей X, У и Z и его вращениями относительно этих осей (т.е. узел может иметь всего 6 степеней свободы). На основании описания соединений элементов в узлах программа объединяет (осуществляет сборку) свойства отдельных элементов в эквивалентные, но гораздо более сложные, характеристики полной модели.
Созданная таким образом модель конструкции позволяет определить поведение реальной конструкции, т.е. ее реакцию на внешние воздействия. Обычно реакции в связях, по сути, представляют собой нагрузки, воздействующие на каждый элемент модели со стороны других элементов. Действие нагрузок на модель вызывает ее деформацию и обусловливает появление напряжений [30, 31].
Реакции будут статическими, если внешние силы прикладываются медленно и возникающие силы инерции пренебрежимо малы. В этом случае необходим статический расчет. Реакции будут динамическими, если нагрузки изменяются во времени настолько быстро, что получающиеся скорости и ускорения вызывают заметные отклонения перемещений и напряжений от статических величин. Вычисление зависимостей перемещений и напряжений от времени составляет содержание динамического анализа переходных процессов. Другой тип динамических расчетов связан с определением частот и форм собственных колебаний конструкции. Собственные колебания конструкции возбуждаются, если в частотном диапазоне внешнего воздействия присутствуют частоты, равные или близкие к собственным частотам конструкции. Р1апример, в автомобиле, движущемся с определенной скоростью по неровной дороге, могут возникать неприятные вибрации рулевого механизма или дверной панели. При проектировании таких узлов важно