Совершенствование кабин грузовых автомобилей на стадии проектирования…
1
УДК 629.113
Совершенствование кабин грузовых автомобилей
на стадии проектирования для удовлетворения
требованиям пассивной безопасности
© В.Н. Зузов, Б. Шабан
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия
Изложена разработанная методика совершенствования конструкции кабин грузо-
вых автомобилей при ударе спереди. Обоснованы принципы составления конечно-
элементных моделей разного уровня сложности (кабины, манекена с ремнем без-
опасности, кресла и рулевой колонки). Проведены расчеты с использованием про-
граммных комплексов ANSYS, LS-DYNA кабин с разными параметрами, проверено
выполнение требований Правил ЕЭК ООН № 29, определены и проанализированы
перемещения маятника, поглощенная энергия и ускорение центра масс головы ма-
некена. Разработаны рекомендации по совершенствованию конструкции кабины
автомобиля «КамАЗ-5320» для улучшения параметров пассивной безопасности
(применение локальных накладок, целенаправленное изменение толщин основных
деталей кабины, введение усилителя и пеноалюминия «Hydro foam-filled 1050 H14 AL»
внутрь лонжеронов). Дана сравнительная оценка поведения элементов конструк-
ции исходного и предлагаемого вариантов кабины.
Ключевые слова:
пассивная безопасность, кабина грузового автомобиля, метод
конечных элементов, конечно-элементная модель, ударные нагрузки, пластические
шарниры, пластические деформации, LS-DYNA.
Введение.
Пассивная безопасность колесных машин в настоящее
время представляет собой одну из наиболее важных задач, которую
приходится решать при проектировании новых транспортных средств.
Эта задача очень сложная и трудоемкая, поскольку связана с ударом и,
как следствие, является существенно нелинейной с большими дефор-
мациями, напряжениями и ускорениями. Применительно к кабинам
грузовых автомобилей одним из наиболее сложных режимов является
удар спереди. При контакте конструкции с объектом в ее элементах
происходит потеря устойчивости, смятие, изгиб, появляются пластиче-
ские шарниры и т. д. Метод конечных элементов (МКЭ) позволяет ре-
шать нелинейные задачи прочности и жесткости с высокой точностью
для конструкций практически любой геометрической формы и при
любых граничных условиях. Однако даже на современных ЭВМ реше-
ние подобных задач может длиться много часов.
Поскольку пассивная безопасность в первую очередь определя-
ется ударно-прочностными свойствами кабины автомобиля, методи-
ки совершенствования ее конструкции необходимы уже на самых
