Разработка методик прочностного анализа при создании новых и модернизации выпускаемых кузовов легкового и малотоннажного грузового автомобилей

• Автор: Зыков, Сергей Николаевич
• Шифр специальности: 05.05.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Ижевск
• Количество страниц: 158 с. : ил.

Глава 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ИНЖЕНЕРНОГО АНАЛИЗА КУЗОВА ЛЕГКОВОГО И МАЛОТОННАЖНОГО

ГРУЗОВОГО АВТОМОБИЛЯ

Глава 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ПОДГОТОВКИ

ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ДАННЫХ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНОГО АНАЛИЗА

2 Л. Источники геометрических данных для инженерного анализа в условиях современного производства

2.2. Анализ проблем и доработки трехмерной электронной геометрии деталей

2.3. Устранение конструктивных элементов, не оказывающих значительного влияния на исследуемые характеристики детали

2.4. Модификация участков со сложной проблемной геометрией

2.5. Структурное перестроение геометрии для улучшения формы и состава геометрических примитивов

2.6. Сопряжение смежных геометрических примитивов

2.7. Геометрическое моделирование сборок и областей контакта деталей в сборке

Глава 3. ВИДЫ И МЕТОДЫ ИНЖЕНЕРНОГО АНАЛИЗА КУЗОВА ЛЕГКОВОГО И МАЛОТОННАЖНОГО ГРУЗОВОГО АВТОМОБИЛЯ
3.1. Общая схема проведения инженерного анализа кузова легкового автомобиля

3.2. Учет условий проведения реальных испытаний деталей и конструкций при численном моделировании
3.3. Виды конечно-элементного анализа кузова легкового и
Ф малотоннажного грузового автомобиля
Глава 4. КОМПЛЕКСНЫЙ ИНЖЕНЕРНЫЙ АНАЛИЗ КУЗОВА ЛЕГКОВОГО И МАЛОТАНАЖНОГО ГРУЗОВОГО АВТОМОБИЛЯ
4.1. Этапность проведения работ по подготовке электронной геометрической модели заднего крыла автомобиля ИЖ-21261 к численному моделированию процесса штамповки
4.2. Определение частот собственных колебаний крыши автомобиля
* ИЖ-21261
^ 4.3. Определение частот собственных колебаний оконной рамки
двери автомобиля ИЖ-2126
4.4. Статический прочностной анализ упрощенной модели кузова автомобиля ИЖ-27171
'■У 4.5. Численное исследование пассивной безопасности кузовов
автомобилей семейства ИЖ
Глава 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ
# ЛИТЕРАТУРА

Современный легковой автомобиль - сложное высокотехнологичное изделие с широким набором потребительских свойств. Год от года растут требование к этому транспортному средству. Привлекательный внешний вид, топливная экономичность, низкий уровень шума, хорошие тягово-скоростные качества, безопасность - вот далеко не полный их перечень. Одни требования (по экстерьеру, комфортности, технологичности изготовления, тяговоскоростным качествам и т. п.) являются корпоративными и определяются коньюктурой рынка в данной отрасли промышленности. Другие требования, относящиеся к экологической безопасности транспортных средств, безопасности водителя, пассажиров и пешеходов регулируются государственными органами и оформляются в нормативные законодательные акты. В условиях постоянно растущих скоростей и плотности движения на дорогах транспортный комплекс автомобиль-водитель-дорога должен обеспечивать максимально возможную безопасность всех участников движения.
Создание сложных технических устройств, к которым относится автомобиль, при наличии большого количества эксплутационных требований требует тщательной инженерной проработки. Инженерному анализу подвергаются практически все узлы и детали автомобиля.
С бурным развитием компьютерной техники и ее интенсивным внедрением во все отрасли промышленного производства изменилась и специфика работ конструкторов-проектировщиков, специалистов, занимающихся инженерными расчетами конструкции. Без специализированных компьютерных систем в настоящее время не обходится создание ни одного современного автомобиля. Методики проведения инженерных расчетов с применением систем компьютерной поддержки проектирования развивались параллельно с развитием самих систем. Для вновь проектируемых образцов автомобильной техники в настоящее время разработаны высокоэффективные
Специфика моделирования кузовных деталей легкового автомобиля заключается в преобладании использования поверхностной геометрии над объемной. В отношении листовых штампованных деталей для инженерного анализа нет необходимости моделировать листовую толщину. Эта характеристика электронных моделей листовых деталей задается в САЕ-системах как параметр оболочечных конечных элементов, накладываемых на поверхностную геометрию. Узловая толщина элемента, как и параметры физических свойств материала изготовления детали, являются входной характеристикой, которой обладает анализируемая деталь. Варьируя геометрией детали и физическими свойствами материала, можно оценивать прочностные и иные свойства деталей в разных конструктивных исполнениях.
После построения конечно-элементной модели следующим этапом формирования задачи инженерного анализа является задание граничных условий (см. схему на рис. 3.1). Исходя из условий соединения деталей в сборках конструкции кузова автомобиля или основываясь на данных условиях закрепления исследуемых образцов на испытательном стенде, на конечноэлементную модель накладывают граничные условия. При прочностном анализе - это ограничение узловых перемещений некоторых областей модели.
Рассмотрим задание граничных условий, моделирующих влияние не участвующих в расчетах элементов конструкции на исследуемую модель. Для этого проанализируем процедуру формирования граничных условий на примере задачи по моделированию деформации левой части моторного отсека автомобиля ИЖ-2126 при столкновении с препятствием (рис. 3.2).
Кузовные детали, которые подвергаются исследованию при моделировании деформации передней части кузова легкового автомобиля, располагаются между салоном и фронтальной областью кузова. Кузов является неравнопрочной конструкцией. Принимается допущение, что салонная часть кузова автомобиля, где размещается водитель и пассажиры, имеет заведомо более высокую стойкость к деформации, чем фронтальная область и область моторного отсека. Это допущение вытекает из общих принципов безопасности