3. Выбор варианта размещения грузов на платформе полуприцепа

3.1. Выбор устойчивого размещения грузов

Во время разгона, торможения и во время поворотов автомобильного транспортного средства на незакрепленный груз действуют силы, стремящие этот груз опрокинуть. Для определения является ли этот груз устойчивым при движении автомобиля необходимо, чтобы соблюдались все условия устойчивости. Существуют четыре условия устойчивости груза:

• при торможении

(3.1.1)

• при разгоне

(3.1.2)

• при правоповоротном движении

(3.1.3)

• при левоповоротном движении

(3.1.4)

где F_z – вертикальная сила, которая представляет сумму сил, включающую силу тяжести груза и силу инерции, которая действует на груз вследствие движения автомобильного транспортного средства в направлении вертикальной оси, F_z = 1,0 кН;

b_x,y – расстояние от ребра опрокидывания до центра тяжести, м;

d – высота центра тяжести груза, м;

F_xⁱ – продольные и поперечные силы опрокидывания, действующие на груз при движении автомобиля.

Продольные и поперечные силы опрокидывания определяется как

(3.1.5)

где – коэффициенты этих сил, при торможении, при разгоне и на поворотах – 0,5kH;

m – масса груза, т;

–сила свободного падения, м/с².

Наиболее устойчивым считается такое расположение груза, при котором сумма разницы между силами, стремящимися этот груз опрокинуть, и силами, стремящимися этот груз удержать (∆), одного варианта расположения груза больше суммы разницы другого варианта.

(3.1.6)

Предположим, что груз нельзя положить на бок, тогда мы имеем два варианта расположения груза на площадке полуприцепа:

1. Продольное расположение груза (рисунок 3.1.1).

груз

Площадка полуприцепа

Рисунок 3.1.1 – Продольное расположение груза на площадке полуприцепа

Согласно этому варианту рассчитаем значения устойчивости для первого и второго груза по формулам 3.1.1 - 3.1.6.

для первого груза:

• при торможении

;

;

.

• при разгоне

;

;

.

• при правоповоротном движении

;

;

.

• при левоповоротном движении

;

;

;

.

для второго груза:

• при торможении

;

;

.

• при разгоне

;

;

.

• при правоповоротном движении

;

;

.

• при левоповоротном движении

;

;

;

.

2. Поперечное расположение груза (рисунок 3.1.2).

груз

Площадка полуприцепа

Рисунок 3.1.2 – Поперечное расположение груза на площадке полуприцепа

Согласно этому варианту рассчитаем значения устойчивости для первого и второго груза по формулам 3.1.1 - 3.1.6.

для первого груза:

• при торможении

;

;

.

• при разгоне

;

;

.

• при правоповоротном движении

;

;

.

• при левоповоротном движении

;

;

;

.

для второго груза:

• при торможении

;

;

.

• при разгоне

;

;

.

• при правоповоротном движении

;

;

.

• при левоповоротном движении

;

;

;

.

Сравнивая эти два варианта (172,7>172,6) и(215,3>215,1), мы видим, что для первого и второго грузы, наиболее устойчивым является первый вариант размещения груза.

3.2. Расчет допустимых нагрузок на ось при расположении грузов

Для определения наиболее оптимального расположения грузов, для равномерной нагрузки на платформу полуприцепа, необходимо рассмотреть два варианта расположения груза:

1. при первом варианте два груза располагаются по центу платформы (рисунок 3.2.1).

A

Рисунок 3.2.1 – Схема размещения груза на платформе полуприцепа

Для определения изгибающего момента, действующего на платформу полуприцепа необходимо определить распределение нагрузок на переднюю и заднюю ось платформы. Распределение нагрузок, исходя их рисунка 3.2.1, определим из выражения:

• на переднюю ось

(3.2.1)

• на заднюю ось

(3.2.2)

Отсюда:

Изгибающий момент платформы полуприцепа равен

(3.2.3)

где - изгибающие моменты от первого и второго груза:

(3.2.4)

(3.2.5)

где х – расстояние от переднего борта полуплатформы до центра тяжести.

Рассмотрим силы действующие на платформу полуприцепа относительно точки А:

(3.2.6)

Отсюда выразим х

принимаем 4 метра

2. при втором варианте расположения груза один груз располагается в центре платформ полуприцепа, другой ближе к задней оси (рисунок 3.2.2)

   L

a

b

x

l₀

l_п

L_z

Рисунок 3.2.2 – схема размещения груза на платформе полуприцепа

Согласно этому варианту изгибающий момент платформы будет равняться изгибающему моменту первого груза

(3.2.3)

Сравним эти два варианта размещения груза можно сделать вывод, что второй вариант отвечает наиболее равномерному распределению нагрузок на платформу полуприцепа.