5.4 Расчет бокового удара

Боковые нагрузки возникают при движении по криволинейной траектории, в случае несимметричного тягового или тормозного режима и в большой степени при боковом столкновении с препятствием на повороте или при заносе. Наибольшие значения нагрузок достигаются в последнем случае. Боковая нагрузка определяется по формуле [23]:

, (69)

где - боковая нагрузка (для передней оси - 25895 Н, для задней оси - 28169 Н);

- динамический коэффициент учета бокового ударного воздействия;

- вес автомобиля, приходящийся на ось (для передней оси - 32369 Н, для задней оси – 35211 Н).

Была выбрана следующая схема нагружения:

1) Статические граничные условия: на ненагруженном лонжероне в месте крепления задней подвески (1 точка) ограничено перемещение по трем степеням свободы (вращение не ограничено), в месте крепления передней подвески (1 точка) ограничено перемещение в вертикальном направлении; на нагруженном лонжероне в месте крепления задней рессоры (1 точка) ограничено перемещение в поперечном направлении, в месте крепления передней рессоры ограничено перемещение в вертикальном направлении (1 точка).

2) Кинематические граничные условия: к одному лонжерону в области крепления передней рессоры приложена боковая нагрузка.

Соответствующая карта эквивалентных напряжений приведена на рис. 33. Наибольшее напряжение составило 129,6 МПа и было выявлено на одной из поперечин в передней части рамы; кроме того, высокие напряжения обнаружены на лонжеронах в передней части рамы и креплениях.

Рис. 33 – Карта эквивалентных напряжений балочной модели в расчете на боковой удар передним колесом

При проведении расчета на боковой удар передним колесом с использованием оболочечной модели была избрана схема нагружения, отличная от схемы для балочной модели тем, что граничные условия были приложены не к точкам, а к граням соответствующих частей лонжерона

Карта эквивалентных напряжений по Мизесу для оболочечной модели изображена на рис. 34. Наибольшее напряжение в 138,4 МПа было определено на лонжероне, в области приложения нагрузки, кроме того, были замечены достаточно высокие напряжения в области креплений поперечин в передней части рамы к лонжеронам.

Расчет с использованием сплошнотельной модели дал результаты, аналогичные результатам расчета оболочечной модели, однако максимальное напряжение составило 146,2 МПа.

Рис. 34 – Карта эквивалентных напряжений оболочечной модели в расчете на боковой удар передним колесом

Также было проведено испытание на боковой удар задним колесом, который может иметь место в случае заноса задней оси или поворота.

Соответствующая карта эквивалентных напряжений приведена на рис. 35. Наибольшее напряжение составило 234,3 МПа и было вычислено на одной из поперечин в задней части рамы; кроме того, высокие напряжения обнаружены на поперечинах в задней части рамах и в области креплений.

При проведении расчета на боковой удар задним колесом с использованием оболочечной модели была избрана схема нагружения, отличная от схемы для балочной модели тем, что граничные условия были приложены не к точкам, а к граням соответствующих частей лонжерона

Карта эквивалентных напряжений по Мизесу для оболочечной модели изображена на рис. 36. Наибольшее напряжение в 212,6 МПа было вычислено в области крепления поперечин к нагруженному лонжерону в задней части рамы.

Рис. 35 – Карта эквивалентных напряжений балочной модели в расчете на боковой удар задним колесом

Расчет с использованием сплошнотельной модели дал результаты, аналогичные результатам расчета оболочечной модели, однако максимальное напряжение составило 227,8 МПа.

Рис. 36 – Карта эквивалентных напряжений оболочечной модели в расчете на боковой удар задним колесом

Исходя из результатов расчета, необходимо сделать вывод, что прочность при испытании на боковой удар колесом обеспечена.