В3.1 Общие требования

Помимо других требований, несущая система автомобиля должно иметь две закрепленные дуги, переднюю перегородку с опорами и деформируемым элементом (Impact Attenuator), а так же боковые защитные элементы.

В3.2 Определения

Следующие определения применяются во всем тексте регламента:

• Главная дуга – Согнутая труба, расположенная на одном уровне или немного позади туловища водителя.

• Передняя дуга – Согнутая труба, расположенная над ногами (бедрами) водителя вблизи рулевого колеса

• Основные дуги – Передняя и главная дуги.

• Поддержка (опора) распорок основных дуг – Конструкция, идущая от нижнего конца распорок основных дуг к основным дугам.

• Участок рамы – минимальный типичный цельный (неразрезанный) участок трубы рамы.

• Рама – это конструкция, поддерживающая все остальные системы автомобиля. Рама может быть простой сварной, сложной сварной (из различных сплавов) конструкцией или комбинацией из композитной и сварной частей.

• Основная конструкция – Основная конструкция включает в себя следующие компоненты рамы: 1) Главная дуга; 2) Передняя дуга; 3) Распорки основных дуг и их опоры; 4) Боковые защитные части; 5) Передняя перегородка; 6) Опоры передней перегородки и 7) все участки рамы, направляющие и опоры, которые передают нагрузку от поддерживающей водителя системы к узлам 1)-6).

• Главные компоненты рамы – участки рамы, которые находятся внутри поверхности определяемой основной конструкцией. Верхние части главной дуги и распорок главной дуги не участвуют в определение этой поверхности.

• Передняя перегородка – плоская конструкция, определяющая переднюю плоскость главных компонентов рамы и выполняющая функцию защиты ног водителя.

• Передний деформируемый элемент – деформируемое, поглощающее энергию приспособление, расположенное перед передней перегородкой.

• Боковая защитная зона – область сбоку от машины, простирающаяся по вертикали от днища машины до высоты 350мм (13.8 дюймов) над землей и по длине от передней дуги до главной дуги.

• Триангуляция «узел к узлу» - компоновка деталей рамы таким образом, что при проецировании их на плоскость нагрузка, направленная в любом направлении, в любой из узлов, приводит только к растяжению или сжатию деталей. Также, это означает «разбивка на треугольники».

В3.3 Минимальные требования к материалам

В3.4.1 Основные стальные профили.

Основная конструкция автомобиля должна быть сделана из:

Круглых, углеродистых или легированных стальных труб (минимальное содержание углерода 0.1%), с минимальными размерами, данными ниже в таблице.

Или: Разрешенных альтернативных материалов в соответствии с пунктами Т3.4, Т3.5, Т3.6 и Т3.7 регламента.

Деталь или применение	Внешние размеры * Толщина стенок
Главная и передняя дуги Труба плечевого крепления ремней безопасности	Круглое 1 дюйм (25,4 мм) * 0,095 дюйма (2,4 мм) или Круглое 25 мм * 2.5мм в метрической системе
Боковые защитные конструкции Передняя перегородка Распорки основных дуг Места крепления ремней безопасности (за исключением указанного выше)	Круглое 1 дюйм (25.4мм) * 0.065 дюйма (1,65мм); Круглое 25 мм * 1,7 мм в метрич. системе; Круглое 25.4мм * 1.6мм в метрич. системе; Квадрат 1 дюйм * 1 дюйм * 0.049 дюйма; Квадрат 25мм *25мм * 1.25мм Квадрат 26мм *26мм *1.2мм (последние два – в метрической системе)
Опоры передней перегородки Поддержка распорок главной дуги	Круглое 1 дюйм (25.4мм) * 0.049 дюйма (1.25мм) Круглое 25мм * 1.5мм в метрич. системе Круглое 26мм *1.2мм в метрич. системе

Примечание 1: Применение легированных сталей не позволяет использовать трубы с толщиной стенки меньшей, чем при применении низкоуглеродистых сталей.

Примечание 2: Для специального применения:

• Используйте трубы с нужным диаметром, но большей толщиной стенок

• ИЛИ нужной толщиной стенок, но большим диаметром

• ИЛИ заменяйте трубы круглого сечения на трубы квадратного сечения с таким же или большим характерным размером из перечисленных выше.

Отклонение от требований регламента не одобряется.

Примечание 3: Помимо предписанных проверочных отверстий, некоторые отверстия в некоторых трубах сверлятся для удовлетворения требований поданного свидетельства конструктивной эквивалентности (SES).

Примечание 4: Основные характеристики стали, используемые в расчетах при оформлении SES не должны быть ниже, чем указанные далее:

Расчеты сопротивления изгибу и продольному изгибу (потери устойчивости):

Модуль упругости первого рода (модуль Юнга), E = 200 ГПа (29000 кфунтов/кв.дюйм)

Условный предел текучести, Sy = 305 МПа (44,2 кфунтов/кв.дюйм)

Предел прочности, Su = 365 МПа (52,9 кфунтов/кв.дюйм)

Расчеты точек сварных креплений монокока или сварных соединений труб:

Условный предел текучести, Sy = 180 МПа (26 кфунтов/кв.дюйм)

Предел прочности, Su = 300 МПа (43,5 кфунтов/кв.дюйм)

Там, где требуется усиление сварных труб (например, вкладыши под болтовые отверстия или точки крепления подвески) трубы должны соответствовать основным требованиям для холодного проката, а материал, используемый для усиления – требованиям для сварных соединений.

В3.4 Альтернативные трубы и материалы – Общее

В3.4.1 Альтернативные материалы для труб или профиль труб разрешается использовать, но главная дуга и распорки главной дуги должны быть сделаны из стали, то есть использование алюминиевых или титановых сплавов для этих элементов запрещено.

В3.4.2 Сварные элементы труб из титановых или магниевых сплавов не могут быть использованы для основной конструкции рамы. Сюда так же входят крепление кронштейнов к трубам и крепление труб к другим компонентам.

В3.4.3 Если команда решает использовать альтернативные материалы она обязаны предоставить свидетельство конструктивной эквивалентности (SEF) в соответствии с пунктом В3.8 регламента. Команда должна предоставить расчет выбранного материала, показывающий соответствие минимальным требованиям, заключенным в пункте В3.3.1 по пределу текучести (условному) и пределу прочности при изгибе, продольном изгибе (потери устойчивости) и растяжении, по коэффициенту сопротивления при изгибе и рассеянию энергии. (Коэффициент сопротивления при изгибе определяется как E*I, где E – модуль упругости, I – наименьший момент инерции сечения)

В3.4.4 Трубы не должны иметь толщину стенок меньшую, чем указанная в пунктах Т3.6 или Т3.7.

В3.4.5 Если изогнутая труба используется где-либо в первичной структуре, кроме передних и главных дуг, в поддержку к ней должна быть присоединена дополнительная труба. Точка присоединения должна располагаться на трубе в месте максимального отклонения от прямой линии, соединяющей оба конца. Поддерживающая труба должна иметь тот же самый диаметр и толщину, как и изогнутая труба. Поддерживающая труба должна заканчиваться на узле шасси.

В3.4.6 Любая конструкция шасси, которая составляется по стандартам и критериям монокока, должна отвечать всем важным требованиям, например устройство сжатия стороны многослойной панели шасси должно отвечать требованиям пунктов T3.28, T3.29, T3.30, T3.31 и T3.34 регламента.

Примечание: Допустимо комбинирование качества труб и слоистых материалов, чтобы доказать эквивалентность.

Например, в боковой структуре, состоящей из одной трубы согласно пункту T3.4 и панели из слоистого материала, панель должна быть эквивалентной двум боковым трубам.

Материалы и применение	Минимальная толщина стенок
Стальные трубы для главной и передней дуги, Труба плечевого крепления ремней безопасности	2 мм (0,079 дюйма)
Стальные трубы для распорок основных дуг, Поддержка распорок главной дуги, Боковой защитной конструкции, Передняя перегородка, Опоры передней перегородки, Места крепления ремней безопасности (за исключение указанного выше)	1,2 мм (0,047 дюйма)

В3.5 Альтернативные стальные трубы

Минимальная допускаемая толщина стенок:

Примечание 1: Все стали рассматриваются одинаково – не допускается меньшая толщина стенок у труб из легированных сталей, например SAE 4130 (по российской маркировке – 30ХГС), по сравнению с трубами из низкоуглеродистых сталей.

Примечание 2: Для сохранения коэффициента сопротивления изгибу на том же уровне при меньшей толщине стенок, чем указанная в пункте Т3.4.1, внешний диаметр ДОЛЖЕН быть увеличен.

Примечание 3: Для сохранения на должном уровне предела текучести (условного) и предела прочности ДОЛЖНЫ использоваться трубы с тем же поперечным сечением, что и указанные в перечне основных стальных профилей в пункте Т3.4.1.

В3.6 Требования к алюминиевым трубам

В3.6.1 Минимальная допускаемая толщина стенки алюминиевой трубы – 3 мм (0,118 дюйма).

В3.6.2 Соответствие предела текучести (условного) должно быть рассмотрено в условиях после сварки (Ссылка: «СВАРКА АЛЮМИНИЯ»(последнее издание) Ассоциация Алюминиевых сплавов, или «Справочник по сварке»4-ый том, 7-е изд., Американское Сварочное Сообщество), если только команда не продемонстрирует и не покажет доказательств того, что рама была должным образом подвергнута термообработке и искусственному старению.

В3.6.3 Алюминиевые трубы следует подвергать термообработке и упрочнению старением для повышения прочности после сварки. Команда должна снабдить (комиссию) достаточным количеством документов, по которым можно будет судить о том, как выполнялась эта обработка.

Сюда входит, но не ограничивается этим, использованное для термообработки оборудование, ход процесса и способы закрепления.

В3.7 Композиты

В3.7.1 Если используются композитные или другие материалы, команда должна предоставить документацию на данный тип материала, например чеки закупки, товаросопроводительную документацию или дарственное письмо, и на свойства материала. Информация о технологии изготовления композита, так же как и об используемых материалах (тип ткани, вес, тип связующего вещества, количество слоев, материал сердцевины (армирующий материал), материал поверхности для металлов), тоже должна быть предоставлена на рассмотрение. Команда должна предоставить вычисления свидетельствующие об эквивалентности их композитной структуры подобной геометрической форме изготовленной в соответствии с минимальными требованиями расположенными в пункте Т3.4.1. Подобные расчеты должны быть сделаны по рассеянию энергии, пределу текучести (условному) и пределу прочности при изгибе, продольном изгибе (потери устойчивости), растяжении-сжатии. Высылается заполненное свидетельство конструктивной эквивалентности (SES) в соответствии с пунктом Т3.9.

В3.7.2 Использование композитов для главной и передней дуг не разрешается.

В3.8 Структурная документация – подача структурной крупноформатной таблицы эквивалентности (SES) или структурной формы свидетельства требований (SRCF).

Все вычисления для доказательства соответствия должны показывать его в сравнении со сталью типа SAE/AISI 1010.

В3.8.1 Все команды ДОЛЖНЫ представить или СТРУКТУРНУЮ КРУПНОФОРМАТНУЮ ТАБЛИЦУ ЭКВИВАЛЕНТНОСТИ (SES) или СТРУКТУРНУЮ ФОРМУ СВИДЕТЕЛЬСТВА ТРЕБОВАНИЙ (SRCF).

Все команды ДОЛЖНЫ заполнять СТРУКТУРНУЮ КРУПНОФОРМАТНУЮ ТАБЛИЦУ ЭКВИВАЛЕНТНОСТИ (SES), даже если они не планируют использовать альтернативные материалы и размеры труб, отличные от указанных в списке основных стальных профилей в пункте Т3.4.1.

Команды после ознакомления с Частью AF «Alternate Frame Rules» ДОЛЖНЫ представить структурную форму свидетельства требований (SRCF). См. Правило AF2.

В3.8.2 Использование альтернативных материалов и размеров труб, отличных от указанных в списке основных стальных профилей в пункте Т3.4.1, допускается при условии, что они будут иметь те же или лучшие свойства, чем перечисленные в пункте Т3.4.1.

В3.8.3 Одобрение использования альтернативных материалов или размеров труб основывается на инженерной оценке и опыте старшего технического инспектора или назначенного им лица.

В3.8.4 Техническая оценка дается по заполненной «Структурной крупноформатной таблице эквивалентности» (SES) в соответствии с формой, данной в Приложении Т-1.

В3.8.5 Подача структурной крупноформатной таблицы эквивалентности (SES)

• Адрес – Таблица должна быть предоставлена организаторам соревнований, в которых вы принимаете участие, по адресу указанному в Приложении или указанном на официальном сайте соревнований.

• Сроки предоставления – Таблица должна быть предоставлена не позже срока указанного на официальном сайте соревнований. Команды, которые предоставляют Таблицу (SES) позже указанного срока наказываются штрафом в 10 очков за день промедления. Штраф накапливается до максимума в 50 очков и вычитается из общей суммы очков команды.

• Подтверждение – Североамериканские соревнования – После предоставления Таблицы (SES) автомобиля, выступающего на североамериканских соревнованиях, высылается подтверждение.

Не высылайте повторно Таблицу (SES), если вас не попросили это сделать.

В3.8.6 Автомобиль, спроектированный по одобренной Таблице (SES) строго должен быть собран из материалов и с применением процессов указанных в Таблице (SES).

В3.8.7 Команда должна привести копию одобренной Таблицы (SES) технической комиссии на соревнованиях.

Комментарий – Повторное предоставление Таблицы SES, написанной и отправленной на соревнования в предыдущий год строго не рекомендуется. Ожидается, что каждая команда проведет свои собственные тесты и вычисления и предоставит Таблицу (SES), основанную на своей собственной работе.

В3.9 Главная и передняя дуги – Общие требования

В3.9.1 Голова и руки водителя не должны касаться земли при любом перевороте автомобиля.

В3.9.2Рама должна иметь и главную дуги, и переднюю дугу расположенную как показано на Рисунке 1.

В3.9.3 При нормальной посадке и закреплении в удерживающей водителя системе 95-ого процентиля человека (антропометрический показатель) и всех водителей команды, должны выполняться следующие условия:

1. Минимальное расстояние между шлемом и прямой линией, проведенной через верхнюю точку главной дуги и верхнюю точку передней дуги должно составлять 50.8мм (2 дюйма). Рисунок 1a.

2. Минимальное расстояние между шлемом и прямой линией проведенной через верхнюю точку главной дуги и нижнее основание распорок главной дуги, когда последняя расположена сзади от главной дуги, должно составлять 50.8мм (2 дюйма). Рисунок 1b.

3. Шлем не должен касаться или пересекать плоскость, определяемую главной дугой при условии, что распорки главной дуги расположены спереди от нее. Рисунок 1c.

Размеры шаблона 95-ого процентиля человека

Плоский шаблон, представляющий 95-ый процентиль человека, изготавливается по следующим размерам:

• Бедра и ягодицы представляет круг диаметром 200мм (7.87 дюймов).

• Плечи и область шеи представляет круг диаметром 200мм (7.87 дюймов).

• Голову (со шлемов) представляет круг диаметром 300мм (11.81 дюймов).

• Центры 200-милиметровых кругов соединяются прямой линией длиной 490мм (19.29 дюймов).

• Центры верхнего 200-милиметрового круга и 300-милиметрового соединяются прямой линией длиной 280мм (11.02 дюйма).

В3.9.4

Шаблон 95-ого процентиля человека следует располагать как изложено ниже: (см. Рисунок 2)

• Сидение водителя должно располагаться в наиболее нижней позиции.

• Нижний 200милиметровый круг должен касаться спинки и нижней части сиденья.

• Средний 200милиметровый круг, представляющий плечи, должен лежать на спинке сиденья

• Верхний 300милиметровый круг должен располагаться не дальше чем 25.4мм (1 дюйм)

от подголовника сиденья (то есть там, где должен быть расположен шлем водителя при управлении автомобилем).

В3.9.5

Если требования В3.9.3 не выполняются по отношению к образцу 95-ого процентиля человека, то автомобиль не получает наклейку прохождения тех.инспекции (Technical Inspection Sticker) и не допускается до участия в динамических тестах.

В3.9.6

Водители, у которых не выполняется условие В3.9.3 относительно расстояния до шлема, не допускаются к управлению автомобилем на соревнованиях.

В3.9.7

Минимальный радиус закругления труб, измеренный по их оси, должен по крайней мере в три раза превышать их внешний диаметр. Изгиб должен быть ровным и без признаков обжатия и повреждения стенок трубы на всем своем протяжении.

В3.9.8

Главная и передняя дуги должны быть прочно присоединены к основной структуре с помощью уголков из листового металла (косынок) и/или треугольников из труб.