Часть af – альтернативные требования к раме

СТАТЬЯ 1: ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

Данные альтернативные требования к конструкции автомобиля созданы, чтобы продемонстрировать командам иной подход к существующему регламенту. Цель этого раздела – предложить более простую альтернативу к конструкции монокока и предоставить большую свободу в конструировании как пространственных конструкций, так и монокока. Этот раздел создан не для того, чтобы изменить тип допустимых к созданию конструкций, а для того, чтобы изменить процесс требований для демонстрации соответствия правилам.

ПРИМЕЧАНИЕ: Обычно в разделе об альтернативной раме единицы СИ используются с двойной трактовкой.

AF1.1 Все правила регламента применимы и к альтернативным требованиям, кроме тех, что указаны в пункте AF7 и AF8.

AF1.2 Данный раздел всё ещё находится в разработке. Следовательно, Распорядительный комитет и рецензенты Сертификационной Формы (SRCF – ниже) могут в любое время исправить и пояснить эти правила, чтобы поддержать дух правил и избежать ненамеренных нестыковок в регламенте.

AF1.3 Эти правила рекомендуется к использованию тем командам, которые уже занимались конструированием и сборкой автомобиля, а также принимали участие в соревнованиях. Но предыдущий опыт не является обязательным.

AF1.4 Уведомление о намерениях – команды, собирающиеся конструировать автомобиль для участия в североамериканских соревнованиях с использованием альтернативных правил, должны уведомить Распорядительный комитет о своих намерениях не позднее сроков, действительных для данного соревнования. Также коротко опишите возможности вашей команды касательно итоговых элементов конструкции с подтверждением того, что вы удовлетворили все требования, приведённые в данном Приложении. В вашем «Уведомлении о намерениях» должны быть указаны адреса электронной почты и телефоны членов команд, которые могут ответить на вопросы Комитета.

К уведомлению о намерениях следует приложить краткий отчёт с анализом проблемы образца конструкции, приведённой на сайте SAE. Приложите короткое текстовое описание вашего подхода к анализу проблемы, указание использованного программного обеспечения, типов элементов, качества ячеек и граничных условий, использованных в данном анализе. Представленные результаты будут использованы для того, чтобы оценить способность команды к расчёту подобных конструкций.

AF1.5 Распорядительный комитет будет поддерживать связь с командами, воспользовавшимися данным разделом, чтобы помочь им в разработке их рамы и составлении необходимой документации, а также для того, чтобы команды предоставили комитету отчёты и пожелания для улучшения данного раздела.

AF1.6 Уведомление о намерениях – Процедура

- Адрес – Команды, обратившиеся к данном разделу для участия в североамериканских соревнованиях, должны подать «Уведомление о Намерениях» по адресу fase@sae.org.

- Сроки – «Уведомление о намерениях» должно быть подано Распорядительному Комитету не позднее даты, указанной на сайте SAE.

- Подтверждение получения – Распорядительный комитет изучит ваше «Уведомление о намерениях» и постарается сообщить о своём решении в течении 15 дней.

СТАТЬЯ 2: СЕРТИФИКАЦИОННАЯ ФОРМА ТРЕБОВАНИЙ К КОНСТРУКЦИИ (SRCF)

Поскольку в альтернативном своде правил отсутствует описание базовой стальной конструкции, команда должна показать, что она исполнила все функциональные требования к конструкции. Если команды руководствовались Альтернативными требованиями к раме, Сертификационная Форма (SRCF) ЗАМЕНЯЕТ Лист конструктивного соответствия (SES), который в данном случае подавать НЕ ТРЕБУЕТСЯ.

AF2.1 SRCF – Процесс подачи

- Адрес – SRCF следует предоставить официальным лицам на нужном вам соревновании, по адресу, указанному на сайте соревнования или в Приложении.

- Сроки и штраф за несвоевременную подачу документов – SRCF следует предоставить не позднее даты, указанной на сайте соревнования (Для соревнований в Северной Америке – ссылка «Сроки»). На команды, предоставившие SRCF позднее указанной даты, будет налагаться штраф в 10 баллов за каждый день опоздания. Максимальная сумма штрафа составляет 50 баллов, которые будут вычтены из итогового счёта команды.

- Подтверждение – Североамериканские соревнования – командам, предоставившим SRCF для участия в североамериканских соревнованиях, будет выслано подтверждение о получении их Формы.

СТАТЬЯ 3: ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Следующие определения верны для всего регламента, в дополнение к тем определениям, которые уже были указаны в пункте Т3.3

- Отказ – Сила натяжения, сила сжатия, срезающая сила или критическая нагрузка продольного изгиба меньше расчётной. Все отказы должны учитываться каждого типа нагрузки.

- Направления – в регламенте используется следующая система координат и её обозначения:

1) Продольная (X)

2) Поперечная (Y)

3) Вертикальная (Z)

СТАТЬЯ 4: ТРЕБОВАНИЯ К КОНСТРУКЦИИ

AF4.1 Главная дуга, распорки и поддержки распорок главной дуги

AF4.1.1 Приложенная нагрузка: Fx = 6.0 кН, Fy=5.0 кН, Fz=-9.0 кН

AF4.1.2 Точка приложения нагрузки: Вершина главной дуги

AF4.1.3 Граничное условие: Фиксированное смещение (x,y,z), но не вращение нижних узлов по обеим сторонам передней и главной дуг.

AF4.1.4 Максимально допустимое отклонение: 25мм

AF4.1.5 Конструкция не должна повреждаться

AF4.2 Передняя дуга

AF4.2.1 Приложенная нагрузка: Fx = 6.0 кН, Fy=5.0 кН, Fz=-9.0 кН

AF4.2.2 Точка приложения нагрузки: Вершина передней дуги

AF4.2.3 Граничное условие: Фиксированное смещение (x,y,z), но не вращение нижних узлов по обеим сторонам передней и главной дуг.

AF4.2.4 Максимально допустимое отклонение: 25мм

AF4.2.5 Конструкция не должна повреждаться

AF4.3 Боковая защитная конструкция

AF4.3.1 Приложенная нагрузка: Fx = 0.0 кН, Fy=7.0 кН, Fz= 0 кН. Вектор боковой нагрузки должен быть направлен в сторону водителя.

AF4.3.2 Точка приложения нагрузки: Все точки на конструкции между передней дугой и главной дугой, которые также перечислены в п. AF6.4 (защита от проникновения).

Нагрузка может распределяться наложением круга ударного тела на элементы конструкции.

В Nastran этого можно достичь, используя "RBE3" (многоэлементную константу с нулевой жёсткостью) с зависимым узлом, располагающимся в центре круга, в то время как независимыми узлами являются все остальные узлы в радиусе 127 мм (5 дюймов).

Большинство решающих устройств имеет схожий тип элемента.

AF4.3.3 Граничное условие: Фиксированное смещение (x,y,z), но не вращение нижних узлов по обеим сторонам передней и главной дуг.

AF4.3.4 Максимально допустимое отклонение: 25мм

AF4.3.5 Конструкция не должна повреждаться

AF4.3.6 Боковая защита Аккумулятора (только для электромобилей) - использовать п. AF4.3 для выполнения пункта EV3.4.4.

AF4.3.7 Боковая защита тяговой системы (только для электромобилей) – использовать п. AF4.3 с нагрузкой в 5.5 кН вместо 7 кН, чтобы выполнить п. EV4.2.2.

AF4.4 Передняя балка и опоры балки

AF4.4.1 Приложенная нагрузка: Fx = 120 кН, Fy=0 кН, Fz 0 кН.

AF4.4.2 Точка приложения нагрузки: используйте действительные точки крепления между деформируемым элементом и передней балкой.

AF4.4.3 Граничное условие: Фиксированное смещение (x,y,z), но не вращение нижних узлов по обеим сторонам передней и главной дуг в местах соединения главной дуги и трубы каркаса, где крепится плечевой ремень. Монококи должны использовать обе стороны нижней части главной дуги и обе стороны верхней точки крепления между главной дугой и монококом.

AF4.4.4 Максимально допустимое отклонение: 25мм

AF4.4.5 Конструкция не должна повреждаться

AF4.5 Крепление плечевого ремня

AF4.5.1 Приложенная нагрузка: Нагрузка в 13 кН для шасси монокока или нагрузка в 7 кН для пространственных стальных рам применяется на все места крепления ремней для самого неблагоприятного случая в диапазоне углов, указанных в п. Т5.4.4.

AF4.5.2 Точка приложения нагрузки: Обе точки крепления ремня одновременно

AF4.5.3 Граничное условие: Фиксированное смещение (x,y,z), но не вращение нижних узлов по обеим сторонам передней и главной дуг.

AF4.5.4 Максимально допустимое отклонение: 25мм

AF4.4.5 Конструкция не должна повреждаться

AF4.6 Крепление поясного и пахового ремня к альтернативной раме

AF4.6.1 Приложенная нагрузка: Нагрузка в 13 кН применяется на все места крепления поясного ремня для самого неблагоприятного случая в диапазоне углов, указанных в п. Т5.3.5.

Нагрузка в 6,5 кН применяется на все места крепления пахового ремня для самого неблагоприятного случая в диапазоне углов, указанных в п. Т5.3.5.

Если поясной и паховый ремни крепятся в одних и тех же точках, на каждую точку крепления этих ремней оказывается нагрузка в 19.5 кН для самого неблагоприятного случая в диапазоне углов, указанных в п. Т5.3.5.

AF4.6.2 Точка приложения нагрузки: Все точки крепления ремня одновременно (та же расчётная нагрузка)

AF4.5.3 Граничное условие: Фиксированное смещение (x,y,z), но не вращение нижних узлов по обеим сторонам передней и главной дуг.

AF4.6.4 Максимально допустимое отклонение: 25мм

AF4.6.5 Конструкция не должна повреждаться

AF4.7 Передняя балка и опора передней балки вне оси

AF4.7.1 Приложенная нагрузка: Fx = 120 кН, Fy=10.5 кН, Fz 0 кН.

AF4.7.2 Точка приложения нагрузки: Создайте узел приложения нагрузки на плоскости передней балки в центре передней балки. Узел приложения нагрузки может быть прочно соединён с передней балкой и деформируемым элементом в точках крепления.

AF4.7.3 Граничное условие: Фиксированное смещение (x,y,z), но не вращение нижних узлов по обеим сторонам передней и главной дуг, где соединяются между собой главная дуга и трубка каркаса, где крепится плечевой ремень. Монококи должны использовать обе стороны нижней части главной дуги и обе стороны верхней точки крепления между главной дугой и монококом.

AF4.7.4 Максимально допустимое отклонение: 25мм

AF4.7.5 Конструкция не должна повреждаться

AF4.8 Аккумуляторные контейнеры (только для электромобилей)

AF4.8.1 Нагрузка на конструкцию аккумуляторных контейнером прикладывается нагрузками, расположенными в центре тяжести каждого отдела ячеек/сегментов.

Амплитуда нагрузок равна массе*ускорение.

AF4.8.2 Приложите следующие ускорения для шасси, которое отделяет аккумулятор от водителя конструкцией, эквивалентной боковой защитной конструкции.

1. 20g в продольном направлении (вперёд/назад)

2. 20g в поперечном направлении (влевр/вправо)

3. 20g в вертикальном направлении (вверх/вниз).

AF4.8.3 Шасси, которое отделяет водителя от Аккумулятора при помощи боковой защитной конструкции, должно использовать «круг ударного тела» с диаметром, равным минимальной ширине или высоте аккумулятора.

ПРИМЕЧАНИЕ: круг ударного тела используется для определения максимального отверстия, допустимого для боковой конструкции, а также для распределения нагрузок бокового удара.

AF4.8.3 применяется только в боковой конструкции между водителем и аккумулятором.

AF4.8.4 Приложите следующие ускорения для шасси, которое отделяет аккумулятор от водителя конструкцией, эквивалентной боковой защитной конструкции.

1. 40g в продольном направлении (вперёд/назад)

2. 40g в поперечном направлении (влевр/вправо)

3. 20g в вертикальном направлении (вверх/вниз).

AF4.8.5 Граничное условие: Фиксированное смещение (x,y,z), но не вращение нижних узлов по обеим сторонам передней и главной дуг.

СТАТЬЯ 5: ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К АНАЛИЗУ

Данные требования применимы ко всему процессу сертификации предложенной конструкции.

AF5.1 Анализ должен проводиться самым тщательным образом. Все предположения и конструкционные расчёты должны быть одобрены во время сертификации к требованиям конструкции. Это относится и к механическим свойствам, размерам ячеек, их качеству и т.д. и т.п.

AF5.2 Результаты анализа, осуществлённого в программе NASTRAN, также должны быть предоставлены вместе с Сертификационной формой требований к конструкции. Для анализа необязательно использовать программу NASTRAN, но она является частью формата, необходимого организатору для оценки анализа.

AF5.3 Трубы с толщиной стенок менее 1,25 мм (0,049 дюйма) не могут быть включены в анализ.

AF5.4 Отверстия в трубах могут быть опущены из общих результатов по полной конструкции рамы/монокока. Тем не менее, при каждом расчёте нагрузки сила и моменты силы с обеих сторон труб должны быть применены к оболочечной или монолитной модели конструкции трубы со смоделированным отверстием или формой выреза. Труба вокруг отверстия или выреза не должна иметь следов повреждения.

AF5.5 Смещение при соединении труб в узлах требует детального анализа, схожего с указанным в пункте 5.3, где действительное соединение смоделировано с использованием заделок концов труб со всей конструкции автомобиля. Требуется использовать оболочечную или монолитную модель.

AF5.6 Для всех требований к конструкции допустимо следующее альтернативное граничное условие. Альтернатива не включает в себя узловые связи, и вместо этого использует в модели сброс инерции. В таком случае распределение массы автомобиля не должно сильно отличаться от предполагаемого распределения массы. Команда должна предоставить свидетельства в пользу распределения массы, использованной в модели. При моделировании следует принять массу водителя за 77 кг, а минимальную массу автомобиля – 300 кг, пусть даже это и отличается от предполагаемой массы автомобиля.

СТАТЬЯ 6: ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ ВТОРЖЕНИЯ

Поскольку в этом разделе не приводится точная конфигурация труб, этот пункт намерен ограничить размер объектов, которые могут попасть в кабину водителя.

AF6.1 Ударным телом называется круглый диск с диаметров 254 мм (10 дюймов). Толщина диска не имеет значения, но во время инспекции она будет составлять около 2 мм (0,08 дюйма).

AF6.2 Главная конструкция между передней балкой и главной дугой должна помешать ударному телу попасть в кокпит.

AF6.3 В любой части конструкции, там, где ударное тело пытается пройти насквозь, ударное тело должно соприкоснуться с конструкцией как минимум в трёх точках. Это не требование к проекции лишь на одной плоскости, это требование к проекции точки соприкосновения во всех трёх плоскостях.

AF6.4 Ударное тело является трёхмерным требованием. Оно действует на все лицевые части конструкции, в том числе на переднюю, боковые, задние части, верх и пол, кроме входа в кокпит, описанного в пункте Т4.1.1 Если водитель расположен полностью перед главной дугой, тогда это требование не относится за главной дугой. Если водитель частично или полностью расположен ЗА главной дугой, тогда это требование распространяется и на торцы распорок главной дуги.

Требование об ударном теле не распространяется на открытия и пространства, полностью расположенные выше параллели плоскости и выше 350 мм от земли.

СТАТЬЯ 7: НЕПРИМЕНИМЫЕ ПРАВИЛА

СТАТЬЯ 7:

НЕПРИМЕНИМЫЕ ПРАВИЛА:

ШАССИ/РАМА

Если команды строят раму в соответствии с набором альтернативных правил, указанные ниже правила перестают действовать.

AF7.1 T3.11.4

AF7.2 T3.12.6

AF7.3 T3.13.3

AF7.4 T3.13.4

AF7.5 T3.13.6

AF7.6 T3.14.4

AF7.7 T3.14.5

AF7.8 T3.20.1

AF7.9 T3.20.2

AF7.10 T3.20.3

AF7.11 T3.25.4

AF7.12 EV3.4.4

AF7.13 EV4.2.2

СТАТЬЯ 8:

НЕПРИМЕНИМЫЕ ПРАВИЛА:

АККУМУЛЯТОРНЫЙ КОНТЕЙНЕР

Если команды создают аккумуляторный контейнер в соответствии с набором альтернативных правил, указанные ниже правила перестают действовать.

AF8.1 EV3.4.6