Безопасность транспортных средств

Рефераты / Транспорт / Безопасность транспортных средств

Удар – это механическое явление, происходящее в механической системе, характеризируемое резким изменением скорости ее точек за очень малый промежуток времени и обусловлено кратковременным действием очень больших сил. Столкновение автомобиля с препятствием состоит из двух фаз: первая – само столкновение и вторая – последующее перемещение автомобиля.

При теоретических исследованиях, как допущ

ение, автомобили представляют в виде математической модели – тонкостенной цилиндрической оболочки. Такой математической моделью можно описать легковые автомобили, автобусы и автомобили фургоны.

Цель задания – проанализировать параметры сопутствующие столкновению и на основании этого определить обобщенный критерий оценки пассивной безопасности. Задача исследования состоит в определении следующих характеристик:

Zа=f(Vа) – перемещение свободного конца автомобиля относительно преграды в зависимости от скорости автомобиля в момент столкновения и времени;

Va=f(t) - скорость автомобиля в момент столкновения;

aa=f(t) - замедление любых точек автомобиля во времени;

ач= f(t), ач= f(Va) – замедление человека в зависимости от времени и скорости столкновения;

jч= ач= f(t) – интенсивность нарастания нагрузок.

2.2 Выбор модели автомобиля

Модель автомобиля выбирается согласно последней цифрой зачетной книжкой

БМВ-328i

1430

1,74

0,93

2.3 Математическое описание процесса соударения при использовании

модели «Автомобиль-оболочка»

Рассмотрим центральный продольный удар тонкостенной цилиндрической оболочки о плоскую преграду. Преграду рассматриваем как систему с одной степенью свободы с массой Ма и жесткостью С. Согласно теорий продольного удара Сен-Ванана, контактная сила должна мгновенно принять значение:

F*=,(Н) (2.1)

Затем будет постепенно падать до момента отскока оболочки от преграды. В этой формуле S=2´p´R – площадь поперечного сечения цилиндрической оболочки;

U – скорость распространения продольной ударной волны;

R – радиус оболочки;

Е - модуль Юнга;

D - толщина оболочки;

V – скорость соударения.

Линейные уравнения потери устойчивости дают верхнее значение критической силы, равное:

=2´p´0.607´Е´d2 (2.2)

Кроме того, будем считать, что сила F(t) не может превосходить значение Fтек , т.е.

F(t)£Fтекһ=2´p´R´d´sтек (2.3)

sкр=== (2.4)

Преобразовав формулу (2.1) и подставив в нее значение величины sкр получим формулу для подсчета скорости соударения:

V*= (2.5)

Отсюда при Vа<V* теория Сен-Венана не применима:

Fконт=;

В этом случае, если sкр>sтек наступает пластическое течение в металл оболочки и контактная сила:

=Fntr=2´p´R´d´sтек=const (2.6)

Если sкр<sтек, то происходит потеря устойчивости, но пластическое течение не наступило и контактная сила:

==2´p´0.607´Е´d2=const (2.7)

2.4 Допущения, принимаемые при теоретическом расчете

- масса автомобиля равна массе оболочки;

- материал кузова автомобиля и оболочки одинаковый;

(2.8)

- скорости соударения равны;

- модуль упругости принимает Е=2.1´106 - для малоуглеродистой стали;

- структурные свойства материала кузова автомобиля и оболочки подобны;

приведенная площадь поперечного сечения цилиндрической оболочки равна 2´p´R´dо ;

где R – средний радиус оболочки; R= ;

где d и b средняя ширина и высота капота автомобиля;

dо – толщина стенки оболочки;

- толщина и радиус оболочки постоянны по всей длине;

- удар происходит перпендикулярно поверхности;

- деформация, «автомобиля - стержня» происходит только вдоль продольной оси;

- во время удара не происходит изгиба в каком-либо направлений;

- «автомобиль - стержень» в момент удара не получает вращательного движения;

- трения между соприкасающимися частями не учитываются;

- рассматривает ся конструкция автомобиля с несущим кузовом;

- при определений параметров столкновения автомобиля со стеной принимаем скорость начала деформации V*=0.

Радиус оболочки равен радиусу окружности с площадью поперечнего сечения, равной площади поперечнего сечения соударяемой части автомобиля (капот, багажник)

Сечение кузова Sk=So сечение оболочки.

Sk=b´d; So=p´R2

R0= - радиус оболочки; R0=