Исследование перемещения рулевого вала автомобиля при фронтальном столкновении с использованием упрощенной математической модели

Тип работы:
Реферат
Предмет:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Ю. Я. Комаров, А. В. Лемешкин, Д. Д. Сильченков
ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ РУЛЕВОГО ВАЛА АВТОМОБИЛЯ ПРИ ФРОНТАЛЬНОМ СТОЛКНОВЕНИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ УПРОЩЕННОЙ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Волгоградский государственный технический университет
(email: met. sps@gmail. com)
В статье представлено исследование конструкции рулевого вала переднеприводного автомобиля ВАЗ при фронтальном столкновении с использованием упрощенной математической модели.
Ключевые слова: рулевой вал, автомобиль, безопасность.
The paper presents a study of the design steering shaft of front-drive car VAZ in the frontal collision using the simplified mathematical model.
Keywords: steering shaft, car, safety.
За последние пять лет автомобильный парк России вырос более, чем на 20%, в ДТП ежегодно погибает до 30 тысяч человек. В связи со значительными жертвами и материальными потерями при ДТП проблема обеспечения безопасности движения на автомобильных дорогах привлекает большое внимание специалистов во многих странах мира. Повышение безопасности на дорогах, прежде всего за счет совершенствования пассивной безопасности автомобилей, является приоритетным направлением в развитии любой страны.
Анализ ДТП по г. Волгограду показал, что наибольшее количество ДТП происходит с переднеприводными автомобилями семейства ВАЗ 2108−2112. При этом до 60% полученных травм водителями при ДТП приходилось на детали рулевого управления. Самым опасным фактором при получении травм является перемещение, прежде всего рулевого вала.
В этой связи основное внимание при исследовании было сделано на определение зависимости величины перемещения рулевого вала от
скорости автомобиля при фронтальном эксцентричном столкновении [1]. Для этого была раз работана упрощенная конечно-элементная модель автомобиля ВАЗ 2115 [2]. Моделирование проводилось с использованием программного продукта ABAQUS, который позволяет моделировать различные динамические процессы [3, 4]. Конечно-элементная модель автомобиля состоит из 32 деталей, 45 связей и 3300 элементов (рис. 1).
Поведение силовой структуры математической модели при эксцентричном столкновении представлено на рис. 2.
Рис. 1. Конечно-элементная модель автомобиля ВАЗ 2115
Рис. 2. Поведение силовой структуры математической модели
Исследования были проведены для рулевого вала автомобиля ВАЗ 2115 с одним карданным шарниром (это стандартная конструкция). Данные исследования представлены на рис. 3, 4, 5.
Скорость, км/ч
Рис. 3. Перемещение торца рулевой колонки в продольной плоскости: --- - расчетное значение- -¦- - эксперимент
Скорость, км/ч
Рис. 4. Перемещение торца рулевой колонки в вертикальной плоскости: --- - расчетное значение- -¦- - эксперимент
Ф
2
I
О
3
си
м
си
р
си
1=
10
20
40
50
30
Скорость, км/ч
Рис. 5. Перемещение торца рулевой колонки в поперечной плоскости: -- расчетное значение- -¦- - эксперимент
60
70
Анализ полученных данных показал, что результаты моделирования отличаются от экспериментальных данных, полученных на полигоне, не более чем на 10%.
Пакет прикладных программ ABAQUS позволяет моделировать процесс фронтального столкновения автомобилей с достаточно высокой точностью [5, 6]. Стоимость работ по моделированию столкновений существенно меньше, чем проведение натурных испытаний, что, в свою очередь, приводит к снижению затрат на проектирование. С развитием программного комплекса для проведения виртуальных краш-тестов, полигонные испытания можно проводить намного реже, только для проверки результатов компьютерного моделирования.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИИ СПИСОК
1. Комаров, Ю. Я. Конструкция рулевого вала и пассивная безопасность АТС / Ю. Я. Комаров, А. В. Лемеш-кин // Автомобильная промышленность. — 2011. — № 6. -С. 24−26.
2. Комаров, Ю. Я. Исследование автомобилей семейства ВАЗ 2108−099 на пассивную безопасность / Ю. Я. Комаров, А. В. Лемешкин // Прогресс транспортных средств и систем-2005: матер. междунар. науч. -практ. конф., (2023 сент. 2005) / ВолгГТУ и др. — Волгоград, 2005. — Ч. 1. -С. 84−85.
3. Зависимость деформации кузова автомобиля при лобовом ударе от скорости движения и перекрытии системы «автомобиль — препятствие» / Ю. Я. Комаров, В. М. Волчков, В. Н. Федотов, А В. Лемешкин // Автомобильная промышленность. — 2008. — № 12. — С. 18−19.
4. Комаров, Ю. Я. Компьютерные программы — инструмент оценки прочности деталей передней части автомобиля / Ю. Я. Комаров, А. В. Лемешкин, Д. Д. Сильченков / Автомобильная промышленность. — 2012. — № 12.
0
5. Модель для экспертной оценки дорожно-транспортных происшествий / Ю. Я. Комаров, В. М. Волчков, А. В. Лемешкин, В. Н. Федотов // Вестник транспорта. -2008. — № 9. — С. 37−39.
6. Создание модели процесса наезда транспортного средства на неподвижное препятствие для экспертной
оценки ДТП / Ю. Я. Комаров, В. М. Волчков, А. В. Ле-мешкин, В. Н. Федотов // Известия ВолгГТУ: межвуз. сб. науч. ст. № 8 / ВолгГТУ. — Волгоград, 2008. — (Серия «Актуальные проблемы управления, вычислительной техники и информатики в технических системах» — вып. 5). -С. 35−37.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой