Активная и пассивная безопасность автомобиля

К_у1 = 0,778 • b(d + 2 b) • (Р₁ + 9,8 • 10⁴), н/рад;                              (1 .6)

К_у1 = 0,778 • 0,275(0,508 + 2* 0,275) • (0,75+ 9,8 • 10⁴)=22183,36 н/рад

К_у2 = 0,778 • b (d + 2 b) • (Р₂ + 9_,8 • 10⁴), н/рад;                             (1.7)

К_у2 = 0,778 • 0,275(0,508 + 2* 0,275) • (0,675+ 9,8 • 10⁴)=22183,35 н/рад 

     Далее определяем величину центробежной силы при движении автомобиля на повороте дороги с радиусом R_n = 100 м и V_а = 14 м/с.

кН                                   (1.8)

     Где   кг - масса автомобиля;

     g=9,8 м/с² - ускорение свободного падения;

     Значение центробежной силы должно быть определено для двух состояний автомобиля:

     

кН - порожнего   (1.9)

                             кН – груженого 

     Часть центробежной силы, приходящейся на переднюю  и заднюю ось порожнего и груженого автомобилей определяются по формулам:

кН                           (1.10)

  кН                             (1.11) 
 

 кН                                   (1.10)

 кН                                   (1.11) 

     Находим угол увода передней и задней осей:

  рад                              (1.12)

 рад                            (1.13)

 рад                         (1.12)

 рад                         (1.13) 

     Для этих двух состояний  автомобиля определяется характеристика поворачиваемости: 

     

 < 0                                    < 0

         0,00009 - 0,0002 = - 0,00011               0,00018- 0,0003= - 0,00012

недостаточная поворачиваемость 

     У автомобиля с недостаточной шинной поворачиваемостью критическая  скорость отсутствует, т.к. подкоренное  выражение отрицательно и скорость является мнимой величиной. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. ПАССИВНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ 

2.1 АНАЛИЗ ПРОЦЕССА  СТОЛКНОВЕНИЯ АВТОМОБИЛЯ 

     Процесс столкновения автомобилей происходит в течение десятых, а иногда и  сотых долей секунды. Основными  факторами, влияющими на деформацию и его время, являются конструкция автомобиля и скорость движения. При столкновении автомобиля с транспортными средствами или препятствиями, между ними происходит взаимодействие, называемое ударом.

     Удар - это механическое явление, происходящее в механической системе, характеризуемое резким изменением скоростей ее точек за очень малый промежуток времени и обусловленное кратковременным действием очень больших сил. Столкновение автомобиля с препятствием состоит из двух фаз: первая - само столкновение (от момента прикосновения до момента наибольшего сближения) и вторая - последующее перемещение (от момента наибольшего сближения до момента разъединения) автомобиля.

     При    теоретических    исследованиях,    как    допущение,    автомобили представляют в виде  математической модели - тонкостенной цилиндрической

оболочки. Такой математической моделью с некоторыми допущениями можно описать легковые автомобили, автобусы и автомобили - фургоны. 

Определение номера варианта задания

     Номер варианта задания на выполнение второй части задания курсового проекта  определяется по последней цифре  номера зачетной книжки.

 

2.2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ  ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА СОУДАРЕНИЯ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ МОДЕЛИ «АВТОМОБИЛЬ – ОБОЛОЧКА»

     Рассмотрим  центральный продольный удар тонкостенной цилиндрической оболочки о плоскую  преграду. Плоскую преграду рассматриваем, как систему с одной степенью свободы с массой Ма и жесткостью С. Если оболочку рассматривать как стержень с такой Же площадью поперечного сечения, как и у оболочки, то согласно теории Сен-Ванана продольного удара тела по стержню, контактная сила должна мгновенно принять значение:

     

,(Н)                                                      (2,1) 
 

     Затем будет постепенно падать до момента  отскока оболочки от преграды. В этой формуле - площадь поперечного сечения цилиндрической оболочки;

U    -   скорость распространения продольной ударной волны;

R     -   радиус оболочки;

Е     -   модуль Юнга;

Δ     -   толщина оболочки;

V    -   скорость соударения. 

     Такая картина деформации может не реализоваться  по одной из двух причин: либо в связи  с потерей устойчивости оболочки, либо из-за того, что направления превзойдут предел текучести.

     Точное  решение задачи динамической потери устойчивости цилиндрической оболочки при продольном ударе отсутствует. Задача о потери устойчивости в статике  решена более полно. Линейные уравнения  потери устойчивости дают верхнее значение критической силы, равное: 

           

                                            (2.2)

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

           

                         (2.3)

       

                                                     (2.4)

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

     

                                           (2,5)

     Отсюда  при V_а < V* рассматриваем упругий удар по теории Сен-Венана:

     

а при  V _а > V* теория Сен-Венана неприменима.

     В этом случае, если > наступает пластическое течение в металле оболочки и контактная сила: 

                                               (2.6)

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

     

                                 (2.7) 

     2.3 ДОПУЩЕНИЯ, ПРИНИМАЕМЫЕ ПРИ ТЕОРЕТИЧЕСКОМ РАСЧЕТЕ 

1 Масса автомобиля равна массе оболочки;

2 Материал кузова автомобиля и оболочки одинаковый; 

                                                                                        (2.8)

3 Модуль упругое ги принимает E= 2,1 • 10⁶ кг/см²- для мало углеродистой стали;

4   Структурные свойства материала кузова автомобиля и оболочки подобны;

5   Скорости   соударения   равны;

6   Приведенная площадь поперечного сечения цилиндрической оболочки равна ;

где - средний радиус оболочки;  

где d и b - средняя ширина и высота капота автомобиля;

- толщина стенки оболочки.

7 Толщина и радиус оболочки постоянны по всей длине;

8 Удар  происходит перпендикулярно поверхности;

9  Деформация, «автомобиля - стержня» происходит  только вдоль продольной оси. 

10.  Во время удара не происходит изгиба, в каком - либо направлении;

11  «Автомобиль  - стержень» в момент столкновения не получает

вращательного движения;

12  Трение  между соприкасающимися поверхностями  не учитываются:

13  Рассматриваются  конструкции автомобилей с несущим  кузовом;

14 При определении параметров столкновения автомобиля со стеной принимаем  скорость начала деформации V *=0.

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

     Сечение кузова  S_к=S₀ сечения оболочки.

;      

     

- радиус оболочки ;

     Толщину оболочки принимаем   равной толщине   стального листа, из которого сделан кузов. 

2.4  ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЕФОРМАЦИИ РАСЧЕТНОГО АВТОМОБИЛЯ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СКОРОСТИ СТОЛКНОВЕНИЯ 

     Рассмотрим  расчет деформации автомобиля Москвич 2140 в зависимости от скорости столкновения. 

Za=L*Zmax                                                                                                            (2.9)

           

  при =0 т.е t=                             (2.10)          

     где

- скорость автомобиля в момент столкновения.            

     

 – 1045 кг - масса автомобиля.                                                            

     Средний радиус оболочки: 

     

м средний радиус оболочки.                  (2.11)

                                                                                          -3               3

      (кг/м) , S=2*3.14*0.7*0.55-10 *7.8*10  =18.9 (кг/м)     (2.12) 

     где S- масса длины оболочки,