Обеспечение пассивной безопасности и улучшение условий труда водителя транспортных средств сельскохозяйственного назначения

• Автор: Журавлев, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 154 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
Глава 1. Обзор выполненных работ. Цель и постановка
задач исследования
ЕЕ Создание семейства малогабаритных транспортных средств (МТС) сельскохозяйственного назначения
1.2. Особенности конструирования несущих силовых
систем автомобилей и тракторов
1.3. Статическое и динамическое нагружение несущей
системы кабины
1.4. Анализ теоретических методов исследования
1.4.1. Метод конечных элементов
1.4.2. Визуализация деформации при расчете
несущих систем
1.5. Цель и постановка задач исследования
1.6. Краткие выводы
Глава 2. Теоретические исследования несущих систем
кабин МТС сельскохозяйственного назначения
2.1. Особенности нагруженности несущей системы
кабины в условиях сельскохозяйственного производства
2.2. Разработка математической модели несущей
системы кабины
2.3. Проведение расчетных исследований и анализ
полученных результатов
2.4. Краткие выводы

Глава 3. Разработка несущей системы кабины МТС
3.1 Особенности конструирования каркаснопанельных кабин
3.1.1. Анализ требований к кабинам машин сельскохозяйственного назначения и колесных
транспортных средств
3.1.2. Эргономические параметры, выбор
материалов и технологии изготовления
3.2. Разработка кабины МТС
3.2.1. Разработка и изготовление несущей системы
кабины МТС по принципу разнопрочности
3.2.2. Изготовление опытных образцов кабин.
Организация серийного производства
3.3. Краткие выводы
Глава 4. Анализ результатов экспериментальных
исследований
4.1. Разработка программы-методики лабораторных испытаний каркаса кабины и испытательное
оборудование
4.2. Разработка программы-методики дорожных
испытаний опытного образца МТС
4.3. Анализ полученных результатов
4.4. Оценка экономической эффективности МТС
4.5. Краткие выводы
Основные выводы и рекомендации
Литература
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. Обеспечение транспортной составляющей сельскохозяйственного производства связано с разработкой, производством и поставкой автомобилей сельскохозяйственного назначения. В настоящее время используются грузовые автомобили общего назначения, легковые и грузовые автомобили высокой проходимости с колесной формулой 4x4, 6x6, а также трактора с прицепами.
Однако, в наших условиях тракторные перевозки дороже автомобильных, поэтому создание и производство автомобилей сельскохозяйственного назначения могло бы помочь повышению эффективности и росту производительности труда у сельхозтоваропроизводителей. При создании новых грузовых автомобилей особое внимание уделяется вопросам прочности и надежности несущих систем кабин и кузовов, поэтому конструкционные параметры кабин должны быть оптимизированы по критериям пассивной безопасности. Высокое качество конструкции несущей системы обеспечивается путем проведения расчетных и экспериментальных исследований по требованиям на пассивную безопасность и эргономическим показателям. Результаты этих исследований могут быть применены для снижения металлоемкости и в конечном счете, массы изделий, что в общем случае может привести к уменьшению расхода топлива и повышению эффективности использования транспортного средства.
Следовательно, работа, направленная на оптимизацию конструкционных параметров кабин транспортных средств сельскохозяйственного назначения по критериям пассивной безопасности и эргономики, является актуальной.

МКЭ решение краевой задачи для заданной области ищется в виде набора функций, определенных на некоторых подобластях (конечных элементах).
Задание граничных условий является следующим и одним из ответственных этапов конечно-элементного анализа.
Учитывая вышеизложенное можно сделать вывод, что при разработке математической модели несущей системы МТС необходимо уделить внимание правильному разбиению модели на конечные элементы и последующем адекватным задании граничных условий для получения результа, максимально близкого к действительному напряженно-деформированному состоянию расчетной конструкции.
Однако следует учесть, что для реальных объектов, имеющих сложные геометрию и краевые условия, решения в аналитической форме получить не удается. Поэтому наибольшее распространение получили приближенные методы. Например, для задач в дифференциальной форме обычно используется метод конечных разностей или метод сеток. В соответствии с этим методом исходная краевая задача заменяется ее разностным аналогом [47, 66]. Благодаря такой замене решение дифференциальных уравнений при заданных граничных условиях сводится к решению системы алгебраических уравнений, в которых неизвестными являются значения искомых функций в узлах сетки.
Однако применение метода к исследованию реальных конструкций затруднительно из-за сложности адекватного описания рассматриваемых геометрий, аппроксимации краевых условий и недостаточной точности при разностной аппроксимации производных высокого порядка, например, в задачах изгиба пластин и оболочек.
Математическая формулировка МКЭ, как вариационно-разностного метода, позволяет исследовать вопросы точности и сходимости решения, сформулировать требования к базисным функциям, определенным на каждом