В.Н. Зузов, Б. Шабан
12
На следующем этапе осуществляют предварительное решение
задачи МКЭ на основе составленной КЭМ с базовыми параметрами.
По результатам расчета оценивают максимальные перемещения ос-
новных элементов конструкции, остаточное жизненное пространство
и анализируют поведение дверных и оконных проемов, стоек, лонже-
ронов, остальных элементов кабины и др. При этом моделируют со-
стояния конструкции, такие как контакт, потеря устойчивости, смя-
тие, изгиб, появление пластических шарниров и выявляют наиболее
податливые участки. В качестве косвенного оценочного параметра
жесткости кабины в целом помимо рекомендованного жизненного
пространства может выступать и ускорение центра масс манекена,
максимальное значение которого в определенный интервал времени
также регламентировано.
Далее если энергоемкость конструкции недостаточна либо не удо-
влетворяются основные требования правил по оценке пассивной без-
опасности, в конструкцию кабины автомобиля вносят изменения, про-
водят расчет доработанной КЭМ и оценивают основные параметры.
Поскольку ключевой особенностью метода является то, что он
применим на стадии проектирования (т. е. можно оценить кабину и
внести различные изменения в конструкцию, в том числе и ради-
кальные, без создания реального объекта), имеются большие воз-
можности по оптимизации и доработке конструкции без существен-
ных материальных затрат. Как отмечалось выше, вначале осуществ-
ляют синтез кабины и создают концептуальную модель, основываясь
на приобретенном ранее опыте. На основе составленной CAD-модели
строят КЭМ (моделируют лонжероны, стойки, панели кабины, сило-
вой агрегат), связывают отдельные части в единую систему и прово-
дят оптимизацию сетки КЭ для получения наиболее точных резуль-
татов. На базе КЭМ создают имитационную модель с манекеном во-
дителя. Далее проводят предварительный расчет КЭМ с исходными
параметрами в соответствии с требованиями правил испытаний. По
результатам расчета оценивают максимальные перемещения частей
кабины, поведение конструкции при ударе, полученное манекеном
ускорение центра масс головы (один из основных оценочных пара-
метров, который предлагается также учитывать). Делают вывод об
общей жесткости и замкнутости силовой схемы кабины, а также о
соответствии всех параметров требованиям правил испытания.
В случае удовлетворения требованиям и отсутствия необходимо-
сти доработок проводят расчет на базе КЭМ высшего уровня, в кото-
рой более детально смоделированы особенности конструкции. После
завершения теоретических исследований создают реальную кабину и
проводят натурное испытание, подтверждающее полученные расчет-
ные результаты.
