Формирование структуры и свойств композиционных сотовых заполнителей деформируемых препятствий для испытаний автомобиля на удар

• Автор: Филимонов, Владимир Алексеевич
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 163 с. : ил.

Глава 1. Состояние вопроса и задачи исследования

1.1 Условия испытаний автомобилей при столкновении для оценки

пассивной безопасности

1.2 Типы деформируемых препятствий и их характеристики

1.2.1 Требования к ДП для испытаний боковым ударом

1.2.2 Требования к ДП для испытаний фронтальным ударом

1.2.3 Деформируемые сотовые структуры для калибровки манекенов

1.3 Сотовые заполнители, материалы для изготовления сот и технология изготовления сотовых заполнителей

1.3.1 Материалы, применяемые для изготовления сотовых

заполнителей

1.3.2 Характеристики сотовых заполнителей

1.3.3 Анализ существующих технологий изготовления сотовых заполнителей
1.4 Постановка задач настоящей работы и этапы их выполнения
Глава 2. Используемые материалы, методы испытаний и исследований
2.1 Материалы и их характеристика
2.2 Методы испытаний и оборудование для исследования материалов и деформируемых препятствий .:л:
2.2.1 Методы испытаний и оборудование для исследования материалов
2.2.2 Методы статических испытаний и оборудование для исследования материалов, сотовой структуры и элементов ДП на фронтальное столкновение
2.2.3 Методы динамических испытаний и оборудование для исследования ДП для бокового удара
2.2.4 Методы испытаний и оборудование для исследования материалов и сотовых структур для калибровки манекенов
2.3 Методы планирования эксперимента и статистической обработки результатов
Глава 3. Разработка методов управления сопротивлением деформации сотового заполнителя
3.1 Исследование процесса деформирования сотового заполнителя и оценка влияния конструкционных и технологических параметров на прочностные характеристики
3.2 Исследование процесса термической обработки алюминиевого сотового заполнителя и его влияние на сопротивление деформации

. 3.3 Отработка технологии размерного химического травления фольги в сотовом заполнителе
3.4 Исследование способов повышения прочности сотового заполнителя и выбор материалов и технологии упрочнения
3.5 Отработка технологии нанесения эпоксидного компаунда на поверхность фольги сотового заполнителя и оптимизация параметров технологического процесса
Глава 4. Исследование и разработка технологии изготовления и обработки деформируемых препятствий с учетом конструкционных особенностей
4.1 Исследование и разработка процесса приклеивания листов облицовки
к сотовому заполнителю
4.2 Исследование процесса склеивания элементов сотового заполнителя и его влияние на сопротивление деформации
4.3 Особенности изготовления и обработки деформируемого препятствия для испытаний автомобиля методом фронтального столкновения
4.4 Особенности изготовления и обработки деформируемого препятствия для испытания автомобилей методом бокового удара
Глава 5. Исследование динамических характеристик деформируемых препятствий и разработка технических условий на все виды ДП
5.1 Анализ результатов стендовых испытаний подвижных деформируемых препятствий для испытания автомобиля методом бокового удара
5.2 Исследование деформируемых препятствий с сотовыми заполнителями для тарировки датчиков шеи и позвоночника манекенов
Заключение
Приложения
Список иллюстраций
Список таблиц
Литература

В последние годы во всем мире значительно вырос уровень требований к пассивной безопасности автомобилей, направленной на минимизацию травмирования человека при дорожно-транспортных происшествиях (ДТП). Усилия в этой области направлены на разработку новых материалов и поиск эффективных решений их применения)!, 2, 3].
В конструкции автомобилей применяются подушки безопасности, как для водителя, так и для пассажира, все чаще устанавливаются боковые подушки и надувные шторки, автомобили комплектуются устройствами предварительного натяжения ремней безопасности и ограничителями усилий, оптимизируется каркас кузова, совершенствуются сидения и подголовники, улучшается качество панели приборов и внутренних обивок, внедряются специальные материалы [4, 5, 6].
Развитие экспериментальной техники и технологий испытаний, коренное изменение процесса проектирования (широкое применение высокопроизводительной вычислительной техники и мощного специализированного программного обеспечения) позволили в середине 1990-х годов поднять работы по обеспечению безопасности водителей и пассажиров в процессе ДТП на качественно новый уровень [7].
Безопасность автомобиля, как комплекс технических решений, стала оцениваться по достаточно прямым травматическим воздействиям, получаемым водителем и пассажирами при испытаниях в нормируемых стендовых условиях имитирующих ДТП [8].
Этому также способствовало появление антропометрических манекенов человека, биомеханических критериев травмирования и полномасштабных моделей, имитирующих ударо-прочностные свойства автомобиля.
Российская Федерация является участницей Женевского Соглашения, подписанного в рамках Комитета по внутреннему транспорту (КВТ) ЕЭК ООН.

через один ряд до 0,35 МПа, через одну ячейку через один ряд до 0,26 МПа, причем существенно повышается разброс значений, особенно при прорезании граней по склейке.
Однако такой способ снижения прочностных характеристик сотового заполнителя трудоемок.
Аналогичное исследование проведено с сотовым заполнителем с ячейкой
2,5 мм, только вместо прорезания фольги граней ячеек проводилась вырубка отверстий различного диаметра и с различным шагом.
Исходная прочность сотового заполнителя 1,05 МПа. При вырубке отверстий диаметром 5 мм грани по склейке через две ячейки в продольном и поперечном направлениях сопротивление деформации снизилось всего на 7% и составило 0,97 МПа, хотя удалено было 11% материала сотового заполнителя (Рисунок 3.14)
Рисунок 3.14 Вид после испытаний образца с удалением 11% материала
При вырубке отверстий через одну ячейку в продольном направлении и через одну склейку в поперечном направлении сопротивление деформации составило 0,87 МПа, хотя было удалено 30% материала сотового заполнителя. При удалении почти 50% материала и вырубке отверстий в шахматном порядке удалось снизить прочностные характеристики на 35% до 0,68 МПа. То есть сотовый заполнитель с ячейкой 2,5 мм не полностью использует свою конструкционную прочность при сжатии.