3 8. Нагрузочные и расчетные режимы несущей системы а/м. Силы, действующие на несущую систему. Методы расчета.

Рама – пространственная статически неопределенную несущую систему, нагруженную стат. и динам. нагрузками.

Напряжения в раме определяются:

• Изгибом в

вертикальной плоскости под влиянием симметричной системы сил.

• Кручением вокруг

продольной оси под влиянием кососимметричной системы сил.

• Изгибом в

горизонтальной плоскости.

Эти нагрузки возникают при движении по неровной дороге

• Местные нагрузки

(подвеска топлив. бака, запасное колесо, усилие при буксировке).

Статические нагрузки возникают под действием собственного веса рамы, веса м-ов, кузова, полезного груза и реакции опор рессор.

Динамич. нагрузки действуют и основная причина их: силы инерций подрессорных масс при колебаниях а/м.

Вертикальныеи угловые колебания а/м обусловлены симметричными составляющими прогибов подвески. (изгиб рамы, создавая напряжение в лонжеронах и поперечинах).

Кососимметричные составляющие прогибов подвески вызывают бортовую качку и кручение рамы, создавая напряжения в поперечинах.

Г оризонтальные составляющие нагрузок возникают при кручении рамы и зависят от (боковой жесткости рессор, смещения оси вращения от плоскости рамы и от угла закручивания). Чем больше эти нагрузки тем больше горизонтальные нагрузки.

Элементы рамы при перекосе находятся в сложном нагружении под действием вертикального изгиба, стесненного кручения, горизонтального изгиба.

Изгибающая динамич. нагрузка определяется распределением статической нагрузки и значениями вертикальных ускорений в точках приложения стат. нагрузки. Кдi – в отдельных точках рамы имеет разные значения, но равным наибольшему значению, и зависит от дорожных условий и режима движения.

Суммарный перекос, а передней и задней оси вызывает угловую деформацию передней и задней подвески на угол а_n и закручивание рамы на угол а_р измеренный на длине базы а/м. а_n + а_р = а.

Кручение стержней сложного профиля поперечные сечения искривляются и становятся неплоскими – происходит депланация сечений.

Нормальные напряжения при стесненном кручении выражаются через особый силовой фактор – бимомент.

Стержни – изгибающие – крутящие нагрузки

Рама испытывает переменные напряжения, превышающие предел выносливости, вызывающие усталостные повреждения, которые накапливаясь приводят к поломкам.

Усталостные напряжения зарождаются – в сечениях ослабленными отверстиями, в местах изменения профиля, у пазов, углублений, выступов, изгибов, гофр.

Напряжения зависят от способа установки кузова, его положения и крепления.

Заклепочные соединения работают в сложном нагружении: стесненное кручение и горизонтальный изгиб. Напряжение в заклепках при кручении рамы.

Разрушение заклепок при их ослаблении, износ заклепок и отверстий.

Напряжение изгиба заклепки в 2 раза больше напряжения среза, слабое место – сечение у головки.

Расчет рамы:

Расчет ведется по одному лонжерону как балки опертой на рессоры.

1. Величины и координаты приложения нагрузок.

2. Опорные реакции.

3. Рассчитывают эпюру изгибающих моментов Ми.

4. Вычисляют напряжения изгиба.

5. Вычисляют напряжения изгиба σ_n = Ми/Wх

Эпюру изгибающих моментов рассчитывают по точкам вычисляя сумму произведений сил на соответствующие плечи (метод веревочного многоугольника).

6. Статического и динамические изгибающие нагрузки.

7. Расчет на кручение.

(рассматривают как плоскую систему, криволинейность стержней не учитывается).

Общий крутящий момент равен произведению силы Р на ширину рамы 2b т.е. Мкр = 2b Р.

8. Расчетная схема, геометрические и секторальные хар-ки сечений.

9. Эпюра изгибающих моментов и бимоментов.

10. Эпюры нормальных напряжений.

Нагрузочные режимы кузова.

На не подвижный а/м, действуют статические нагрузки от собственной массы и полезной нагрузки, а на подвижный а/м динамические нагрузки от неровности дороги, разгона, торможения при поворотах и от веса агрегатов.

Работоспособность кузова это прочность и жесткость под действием динам. нагрузок.

Кузов подвержен изгибу и кручению:

1. Симметричная нагрузка вызывает изгиб в вертикальной и горизонтальной плоскости хар-ет удельная изгибная жесткость– отношение нагрузки к вызванному прогибу, умноженному на размер базы, в третьей степени.

2. Кососимметричная нагрузка – кручения в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

Статич. нагрузка, умноженная на ускорение определяет динамич. нагрузку.

Кузов условно расчленяют на отдельные элементы и рассчитывают на изгиб и кручение раздельно.

Информацию о напряженном состоянии получают методом тензометрирования.

Прочность оценивают по пределу текучести материала.

Расчет по методу конечных элементов, реальная конструкция заменяется структурной моделью состоящих из стержней, пластин и т.д.