Безопасность транспортных средств
2.4 Допущения, принимаемые при теоретическом расчете
- масса автомобиля равна массе оболочки;
- материал кузова автомобиля и оболочки одинаковый;
(2.8)
- скорости соударения равны;
- модуль упругости принимает Е=2.1106 - для малоуглеродистой стали;
- структурные свойства материала кузова автомобиля и оболочки подобны;
приведенная площадь поперечного сечения цилиндрической оболочки равна 2Rо ;
где R - средний радиус оболочки; R= ;
где d и b средняя ширина и высота капота автомобиля;
о - толщина стенки оболочки;
- толщина и радиус оболочки постоянны по всей длине;
- удар происходит перпендикулярно поверхности;
- деформация, «автомобиля - стержня» происходит только вдоль продольной оси;
- во время удара не происходит изгиба в каком-либо направлений;
- «автомобиль - стержень» в момент удара не получает вращательного движения;
- трения между соприкасающимися частями не учитываются;
- рассматривает ся конструкция автомобиля с несущим кузовом;
- при определений параметров столкновения автомобиля со стеной принимаем скорость начала деформации V*=0.
Радиус оболочки равен радиусу окружности с площадью поперечнего сечения, равной площади поперечнего сечения соударяемой части автомобиля (капот, багажник)
Сечение кузова Sk=So сечение оболочки.
Sk=bd; So=R2
R0= - радиус оболочки; R0=
Толщину оболочки принимаем равной толщине стального листа, из которого сделан кузов
2.5 Определение деформации расчетного автомобиля в зависимости от
скорости столкновения
Zа=L*Zmax (2.9)
Zmax=1- при V*=0 т.е. t=, (2.10)
Где Va-скорость автомобиля в момент столкновения.
Ма=, кг - масса автомобиля; (2.11)
Рассмотрим расчет деформации автомобиля БМВ328i в зависимости от скорости столкновения:
Ма=1430кг
Ra=, м - средний радиус оболочки. (2.12)
Ra=0,93*1,74/3,14=0,7м
S=, кг/м (2.13)
L=, м (2.14)
Fкр=20.607Е2, кН (2.15)
Подставим значения в формулы (2.13) - (2.15):
S=2?3.14?0.7?0.00055?7.8/10=18.86
L=1430/18,86=75,82м
Fкр=2?3.14?0.607?2.1*106?0.0552=242000Н
Вычислим Zmax по формуле (2.10) при значениях скорости 20 - 100 км/час:
Zmax=1-=0,007
Zа= 75,82?0,007=0,606см
При остальных значениях скорости расчет производится аналогично, а результаты занесены в таблицу 1, построим график зависимости Zа=F(Va).
2.6 Определение времени деформации расчетного автомобиля в
зависимости от скорости столкновения
Время деформации автомобиля в зависимости от его скорости в момент столкновения определяется по формуле (при V*=0 ):
,с (2.16)
В нашем случае Va=50 км/час.=13,9м/с
ta=13,9?1430/242000=0,08с
Таким образом, подсчитав значения ta при других значениях Va, построим график зависимости ta =f(Va).
Таблица 1 - Изменение параметров столкновения
Скорость столкновения, км/час |
Изменение параметров столкновения |
Скорость столкновения, км/час |
Изменение параметров столкновения |
|||
Za, см |
ta, мс |
Za, см |
ta, мс |
|||
20 |
0,151 |
0,033 |
70 |
1,137 |
0,11 |
|
30 |
0,227 |
0,049 |
80 |
1,516 |
0,13 |
|
40 |
0,379 |
0,068 |
90 |
1,895 |
0,14 |
|
50 |
0,606 |
0,08 |
100 |
2,198 |
0,16 |
|
60 |
0,836 |
0,09 |
2.7 Определение изменения деформации расчетного автомобиля во
времени
Изменения деформации во времени при V*=0 определяется по формуле:
Za=ZL (2.17)
где Z=1- (2.18)
=1-C(-) (2.19)
0 0 - безразмерное время,
где R - приведенный радиус. называется коэффициентом конструкции автомобиля.
С=1.2510-7 (2.20)
Рассмотрим расчет изменения деформации расчетного автомобиля БМВ328i во времени. Подставив значения в формулу (2.20) получаем:
С=1.25*10-7( 0,7/0,55*10-3)?13,92=0,0306
Пусть при =1.0, тогда с помощью формул (2.19) и (2.18) получаем:
=1-0,0306?(1-)=0,984
Z=1-=0,0081
Za=0,0081?75,82=0,614м
После проведения остальных расчетов (=0…1.0) и записав их в таблицу 2, строим график зависимости Za=.
2.8 Определение изменения скорости расчетного автомобиля во
времени
Изменения скорости автомобиля во времени определяется по формуле:
V=V, м/с (2.21)
где V=; (2.22)
; (2.23)
, с
Рассмотрим расчет изменения скорости расчетного автомобиля БМВ328i во времени. Подсчитав значение V при различных значениях :
=0:
??(?)= - 0,0306?(1-0)=-0,0306
V =0,0153
Vа = 0,0153?75,82/0,08=14,50
записываем их в таблицу 2, затем строим график зависимости V=(t).