Оцінка пасивної безпеки тягача в складі легкового автопоїзда

Бібліографічний опис:

Наши партнеры ArtmMisto

Шевяков Е. А. Оцінка пасивної безпеки тягача в складі легкового автопоїзда // Молодий вчений. - 2012. - №3. - С. 79-82. - URL https://moluch.ru/archive/38/4407/ (дата звернення: 19.06.2019).

Інтенсивність руху на дорогах безперервно зростає, залучаючи все більші маси людей і матеріальних засобів. Велику роль в цьому процесі відіграють досконалість конструкції автомобілів та методи їх випробувань, досконалість цих методів.

Під пасивною безпекою автомобілів розуміють сукупність конструктивних засобів, що дозволяють уникнути або знизити тяжкість травмування учасників руху при ДТП.В останнім часом в цій галузі все більша увага приділяється комплексному (системному) підході, зокрема, методам оцінки безпеки автомобілів. Впровадження комплексу заходів з модернізації моделей, що випускаються і розробка більш безпечних автомобілів пов'язані більшою мірою з конкурентною боротьбою фірм за ринки збуту, що в кінцевому підсумку веде до систематичного зменшення кількості ДТП та їх тяжесті.Как вважають фахівці, така стратегія може дати найбільший ефект для суспільства в цілому. Немає сумнівів, що підвищення пасивної безпеки АТС і, зокрема, легкових автомобілів, є одним з пріоритетних напрямків в загальному комплексі завдань і заходів щодо підвищення безпеки дорожнього руху.

В даний час велика роль в розробці і впровадженні заходів щодо підвищення пасивної безпеки автомобілів приділяється використанню методів оцінки умов і наслідків ДТП на базі аналізу реальних пригод. При цьому виділяються на вдосконалення пасивної безпеки автомобілів фінансові та матеріальні ресурси, як правило, обмежені. [1]

Дослідження внутрішньої пасивної безпеки автомобіля є стандартною і багатогранно регламентованої процедурою для автомобільної промисловості. Основним досліджуваним об'єктом є безліч варіацій різних факторів, що впливають на поведінку автомобіля в момент аварії.

Однак, при масових випробуваннях пасивної безпеки легкових автомобілів виробниками, дослідними інститутами, міжнародними та іншими організаціями, дослідження пасивної безпеки автопоїзда, як єдиної конструкції, мають незначну частку. Одним з найбільш популярних прикладів є незалежне випробування фронтального зіткнення автопоїзда на базі ВАЗ 2110 (рисунок 1), проведеного редакцією журналу «За кермом».

Мал. 1 - фронтальне зіткнення автопоїзда на базі автомобіля ВАЗ 2110.

Однак, більшість таких випробувань (в основній масі повномасштабне натурні експерименти) проводяться виключно для демонстрації та разової візуальної оцінки тяжкості наслідків ДТП за участю легкового автопоїзда, ніж для якісної оцінки, аналізу та поліпшення безпеки ТС цілком.

Так як проведення повномасштабних натурних експериментів дуже ресурсномісткий і витратний метод випробувань, активно використовуються сучасні системи кінцево-елементного моделювання. В даний час пакети типу ABAQUS, ANSYS, LS-Dyna, MSC.Dytran і т.п. активно використовуються для моделювання поведінки транспортних засобів при ДТП. Великі автомобільні фірми, маючи в своєму розпорядженні солідної обчислювальною технікою, мають для своїх автомобілів розроблені детальні моделі (сотні тисяч і мільйони кінцевих елементів), на яких виконують різноманітні дослідження діючих моделей і прототипів нових, виконуючи широке коло досліджень з аеродинаміки, міцності і динаміці. Рівень розвитку чисельного моделювання в даний час настільки високий, що розроблені навіть стандарти для таких досліджень. [2]

Актуальність проблеми підвищення пасивної безпеки автомобілів вимагає постійного вдосконалення методів її оцінки властивостей на всіх стадіях проектування конструкцій. У зв'язку з цим виникає потреба подальшого розвитку існуючих методик розрахункової оцінки безпеки кузовів автомобілів. При цьому на початкових етапах проектування конструкцій і дослідження концепцій, доцільно використання спрощених методів за умови отримання достовірних результатів. [3]

Як об'ектаісследованія в першому наближенні був обраний абстрактний автопоїзд, з усередненими параметрами середньостатистичних легкового автомобіля і причепа. Для проведення якісного аналізу фронтального зіткнення даного автопоїзда була створена кінцево-елементна модель в пакеті SimuliaAbaqus з невеликою кількістю елементів, і було проведено кілька симуляцій фронтальних зіткнень моделі, що дозволяють встановити вплив маси причепа (в інтервалі від 500 до 1000 кг) і відсотка перекриття (по визначенню EuroNCAP - частки від найширшої частини кузова [4]) на пасивну безпеку автомобіля-тягача.

Первинними критеріями оцінки рівня пасивної безпеки були обрані співвідношення відстаней між кінцевими точками недеформірованних елементів кузова, деформованих при зіткненні тільки тягача і деформованих при зіткненні автопоїзда. [5]

На малюнках 2и 3 показані отримані в ході дослідження співвідношення величин вихідного і деформованого стану в залежності від зміни відсотка перекриття при зіткненні. Дані були отримані виходячи з таких постійних умов: маса тягача - 1750 кг., Маса причепа - 500 кг., Швидкість при ударі - 17,7 м / с (64 км / год - за нормами EuroNCAP).

Позначення, прийняті на малюнках 2, 3: LT - Верхня ліва поздовжня грань кузова; LB - Нижня ліва поздовжня грань кузова; RT - Верхня права поздовжня грань кузова; RB - Нижня права поздовжня грань кузова.Недеформірованний кузов позначений маркований як "Початковий стан".

Мал. 2 - залежність деформацій кузова від відсотка перекриття при зіткненні тягача

Мал. 3 - залежність деформацій кузова тягача від відсотка перекриття при зіткненні автопоїзда

На малюнку 4 продемонстрована залежність кінцевих деформацій від маси причепа. Відповідно, застосовані початкові умови, аналогічні попередньому випробуванню, за винятком перекриття, яке постійно і дорівнює 100% від ширини кузова автомобіля.

Мал. 4 - залежність деформацій кузова тягача від маси причепа при зіткненні автопоїзда.

Створення детальної моделі, що дозволяє врахувати більшість величин, регламентованих нормативними документами, вимагає великих тимчасових і машинних витрат, не виправданих в даному випадку. Тому модель для даного дослідження обмежена невеликою кількістю структурних елементів, відсутністю деталей інтер'єру і низкою припущень (не деформуються причіп, спрощена компоновка автомобіля і т.д.) [5].

Дане дослідження дозволило дати якісну оцінку базових параметрів, що впливають на залишкову життєвий простір в кузові тягача після зіткнення, як окремої конструкцією, так і в складі автопоїзда. Виявлені залежності дають можливість визначити критерії, що впливають на пасивну безпеку тягача у складі автопоїзда, а більш поглиблене вивчення проблеми із застосуванням моделей з вищим рівнем деталізації і розширеним набором змінних факторів дозволить значно поліпшити безпеку конструкції тягачів для малотоннажних легкових автопоїздів.

література:

1. Методика інтегральної оцінки пасивної безпеки легкових автомобілів. / Токарев А.А., Батманів Е.З. // Московський автомобільно-дорожній інститут (державний технічний університет). - М., 2003 р. - 174 с.

2. http://www.tesis.com.ru/infocenter/downloads/abaqus/abaqus_es08_vgtu.pdf

3. Орлов, Л.Н. Основи розробки кінцево-елементних моделей кузовних конструкцій авто- транспортних засобів. Розрахунки на безпеку і міцність: навч. посібник / Л.М. Орлов, А.В. Тумасов, Е.В. Качанів [и др.]; під. ред. Л.Н. Орлова // Нижегородський державний технічний університет. ім. Р.Є. Алексєєва. - Н. Новгород, 2009. - 153 с.

4. http://www.euroncap.com/tests/frontimpact.aspx

5. Шевяков, Е.А. Аналіз пасивної безпеки автопоїздів при фронтальному зіткненні // XXIII Міжнародна інноваційно-орієнтована конференція молодих вчених і студентів (МІКМУС - 2011): матеріали конференції (Москва, 14-17 грудня 2011 року). / М: Изд-во маєш РАН, 2011. - 289 с.

Основні терміни (генеруються автоматично): пасивна безпека автомобілів, маса причепа, відсоток перекриття, зіткнення автопоїзда, якісна оцінка, пасивна безпека, фронтальне зіткнення автопоїзда, ANSYS, ABAQUS, залежність деформацій кузова тягача.