Безопасность транспортных средств

курсовая работа

2. Пассивная безопасность

2.1 Анализ процесса столкновения

Процесс столкновения автомобилей происходит в течение очень короткого времени. Основными факторами влияющими на деформацию и на его время, являются конструкция автомобиля и его скорость. При столкновении автомобиля с транспортным средством или с препятствием, между ними происходит взаимодействие, называемое ударом.

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 допущение, 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

2

БМВ-328i

1430

1,74

0,93

50

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=2R - площадь поперечного сечения цилиндрической оболочки;

U - скорость распространения продольной ударной волны;

R - радиус оболочки;

Е - модуль Юнга;

- толщина оболочки;

V - скорость соударения.

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

=20.607Е2 (2.2)

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

F(t)Fтек?=2Rтек (2.3)

кр=== (2.4)

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

V*= (2.5)

Отсюда при VаV* теория Сен-Венана не применима:

Fконт=;

В этом случае, если кртек наступает пластическое течение в металл оболочки и контактная сила:

=Fntr=2Rтек=const (2.6)

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

==20.607Е2=const (2.7)

Делись добром ;)