Разработка методики и оценка пассивной безопасности кузовов из многослойных панелей вахтовых автобусов

• Автор: Вашурин, Андрей Сергеевич
• Шифр специальности: 05.05.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 254 с. : ил.

Содержание
Основные термины, сокращения и условные обозначения
Введение
ГЛАВА 1 Анализ работ по исследованию прочности и пассивной безопасности
кузовных конструкций
1Л. Анализ работ, посвященных оценке и повышению пассивной безопасности кузовов
1.2. Анализ работ посвященных расчету многослойных оболочек (сэндвич-панелей) и их применению в автомобилестроении
1.3. Анализ работ, посвященных учету влияния эксплуатационных температур на
пассивную безопасность транспортных средств
Выводы по главе
ГЛАВА 2. Теоретические основы расчетной оценки пассивной безопасности вахтовых автобусов на соответствии требованиям Правил ЕЭК ООН №
2.1. Критерии оценки пассивной безопасности
2.1.1. Требования нормативных документов по пассивной безопасности к кузовам
автобусов
2.1.2. Критерии и условия оценки пассивной безопасности кузовов автобусов
2.2. Особенности конструкции кузовов исследуемых автобусов
2.3. Обоснование необходимости разработки методики расчетно-экспериментальной оценки пассивной безопасности кузовов из многослойных панелей вахтовых автобусов..
2.4. Методика расчетно-экспериментальной оценки пассивной безопасности кузовов автобусов из многослойных панелей
2.4.1. Анализ конструкции кузова и рамы автобуса
2.4.2. Определение характеристик материалов
2.4.3. Расчетно-экспериментальная оценка несущей способности многослойных
панелей
2.4.4. Исследование способов моделирования крепежных элементов
2.4.5. Обоснование правомерности выбора расчетной модели кузова на примере
рассмотрения расчетно-экспериментальных исследований несущей способности характерных участков кузова
2.4.6. Разработка расчетной конечно-элементной модели всего кузова
2.4.7. Оценка пассивной безопасности кузова из многослойных панелей
2.4.8. Оценка пассивной безопасности кузова во всем диапазоне температур
эксплуатации автобусов
2.4.9. Разработка практических рекомендаций и внесение изменений в
конструкцию
2.5. Основные положения метода конечных элементов применительно к компьютерному моделированию условий опрокидывания вахтовых автобусов при оценке пассивной безопасности их кузовов из многослойных панелей
2.5.1. Базовые определения и положения

2.5.2. Особенности создания конечно-элементных моделей кузовов автобусов для выполнения компьютерного моделирования условий по требованиям Правил ЕЭК
ООН №
2.6. Влияние температуры на механические свойства материалов
Выводы по главе
ГЛАВА 3. Экспериментальные исследования несущей способности отдельных характерных силовых участков и элементов кузовов вахтовых автобусов и характеристик применяемых материалов
3.1. Экспериментальное определение характеристик материалов
3.1.1. Описание методик проведения испытаний, используемого оборудования
3.1.2. Результаты испытаний стандартных образцов при разных режимах нагружения
Выводы по подразделу 3.
3.2. Экспериментальное определение характеристик соединительных элементов кузовов из многослойных панелей
3.2.1. Определение характеристик клеевого слоя
3.2.2. Определение предельных усилий для заклепок
3.2.3. Определение усилия вырывания шурупов
Выводы по подразделу 3.
З.З.Экспериментальная оценка несущей способности образцов многослойной панели
3.3.1. Оценка несущей способности образцов сэндвич-панелей при трехточечном
изгибе
3.3.2. Оценка несущей способности образцов сэндвич-панелей при испытаниях на сдвиг
3.3.3. Оценка несущей способности образцов при консольном нагружении
Выводы по подразделу 3.
3.4. Оценка влияния эксплуатационных температур на прочностные характеристики конструкционных материалов
3.4.1. Описание методики проведения испытаний, используемого оборудования.
3.4.2. Испытание стальных образцов
3.4.3. Испытания образцов из алюминия
3.4.4. Испытания образцов из композитного материала
3.4.5. Испытания образцов из фанеры
3.4.6. Испытания характеристик клеевого слоя во всем эксплуатационном
диапазоне температур
Выводы по подразделу 3.
3.5. Экспериментальная оценка несущей способности характерных участков кузова
автобуса из многослойных панелей
Выводы по главе
ГЛАВА 4. Расчетно-экспериментальная оценка пассивной безопасности кузовов из
многослойных панелей вахтовых автобусов
4.1. Выбор типа модели и задание характеристик материалов в расчетных моделях.
4.1.1. Для стали

4.1.2. Для алюминия
4.1.3. Для композитных материалов
4.1.4. Моделирование деревянных брусков и фанеры
4.1.5. Для пенополистирола
4.2. Расчетная оценка несущей способности образцов многослойной панели при различных условиях нагружения
4.3. Особенности моделирования соединительных элементов
4.4. Расчетная оценка несущей способности участков кузова из многослойных панелей при оценке пассивной безопасности вахтового автобуса производства ООО «Автофургон»
4.5. Расчетная оценка пассивной безопасности кузовов вахтовых автобусов на шасси грузовых автомобилей
4.5.1. Анализ пассивной безопасности автобусов на базе шасси УРАЛ-43203 и
КамАЗ-4326 производства ООО «Автофургон»
4.5.2. Оценка пассивной безопасности вахтовых автобусов модели57564У на базе шасси Камаз-43
4.6. Расчетно-экспериментальная оценка пассивной безопасности кузова из сэндвич-панелей вахтового автобуса модели 3295А2 на базе шасси ГАЗ 33081 "САДКО"
4.7. Оценка влияния эксплуатационных температур на пассивную безопасность
вахтовых автобусов
Выводы по главе
Общие результаты и выводы
Библиографический список
Приложения

применяемых принципов моделирования и возможность получения достоверных результатов расчетов.
Разработанная методика расчетно-экспериментальной оценки пассивной безопасности кузовов из многослойных панелей вахтовых автобусов дает возможность конструктору-расчетчику проектировать безопасные конструкции таких кузовов и их модификации, оперативно оценивать влияние на их несущую способность конструктивных изменений. Она может также использоваться при проведении сертификационной оценки пассивной безопасности кузовов.
2.4. Методика расчетно-экспериментальной оценки пассивной безопасности кузовов автобусов из многослойных панелей
В настоящее время активно развиваются расчетные и расчетно-экспериментальные методы оценки пассивной безопасности транспортных средств [2,6-8, 11, 14, 16, 17, 18, 20, 33, 44, 50, 53-54, 76-79]. Разработанная методика расчетно-экспериментальной оценки пассивной безопасности кузовов вахтовых автобусов из многослойных панелей, показанная на структурной схеме (рисунок 2.6), учитывает конструктивные особенности этих кузовов. Предложенная методика также предусматривает возможность учета влияния температурных условий эксплуатации автобусов на их пассивную безопасность.
Первоначально для представления реальной конструкции в расчетной модели необходимо изучить имеющуюся конструкторскую документацию на исследуемый автобус и выполнить анализ конструкции несуи(ей системы автобуса. Далее в соответствии с методикой для адекватного отображения характеристик материалов в модели необходимо проводить испытания образцов панели и образцов материалов, из которых состоит многослойная панель, с последующим сравнением результатов расчетов и экспериментов. Очевидно, что в кузовах из многослойных панелей весьма важным является способ соединения панелей между собой и с основанием кузова. От адекватности отображения соединительных элементов в расчетной модели во многом зависит достоверность получаемых результатов моделирования.
С целью обоснования правомерности выбора подробной конечно-элементной модели всего кузова, предварительно необходимо проводить исследования работоспособности и деформируемости его отдельных участков (например, передних и задних углов) в условиях натурных испытаний и расчетов.
Получив удовлетворительные результаты на предыдущих этапах, можно приступать к созданию конечно-элементной модели всего кузова автобуса. В созданной КЭМ