Наши решения

Назад

Проведение поверочных расчетов машиностроительных конструкций на прочность, жесткость, устойчивость и усталостную долговечность при реальных случайных нестационарных режимах нагружения

Расчеты методом конечных элементов успешно применяются во всех отраслях промышленности, особенно важно применение этого метода в автомобилестроении для повышения энергоэффективности как производства, так и эксплуатации транспортных средств (ТС).

Для создания рациональной конечно-элементной модели необходимо подготовить корректную идеализированную модель, в которой должны быть убраны или упрощены элементы модели, не требующие детального анализа. После подготовки идеализированной модели создается КЭМ, в которой задаются свойства материалов и необходимые соединения элементов конструкции.

В настоящее время ЭВМ имеют большие мощности, что позволяет работать с большими конечно-элементными моделями (КЭМ), состоящими из объемных элементов, однако для ускорения расчета используются оболочечные КЭ.

Наиболее распространенными видами расчетов являются расчеты на прочность, результатом которых является так называемое напряженно-деформированное состояние конструкции. В итоге конструктор получает информацию об уровне действующих напряжений (рис. 1) и величин и направлений деформации объекта.

72-1.jpg

Рис. 1. Эпюры действующих напряжений в конструкции рамы ТС

При проектировании и анализе ответственных систем ТС, таких как несущая система, необходимо проводить расчет на собственные частоты колебаний, чтобы обеспечить несовпадение их с частотами воздействия со стороны агрегатов ТС. На рис. 2 показаны формы крутильных и изгибных колебаний несущей рамы автомобиля.

72-2.jpg

72-3.jpg

72-4.jpg

Рис. 2. Формы крутильных и изгибных колебаний несущей рамы автомобиля

К каждому транспортному средству предъявляется требования по ресурсу, в течении которого основные системы автомобиля не должны выходить из строя. При помощи ЭВМ возможно выполнить исследование долговечности конструкции, что дает возможность спрогнозировать наиболее нагруженные места во время эксплуатации ТС и ресурс. Он должен удовлетворять требованиям, предъявляемым к проектируемому автомобилю.

Например, важно знать ресурс рессоры, которая является элементом системы подрессоривания. На рис. 3 представлен прогноз усталостной долговечности металлорессоры, позволяющий на ранних стадиях проектирования выявить слабые места конструкции и провести необходимые изменения с целью создания равнопрочной конструкции.

72-5.jpg

Рис. 3. Прогноз усталостной долговечности металлорессоры


KAMAZ chatbot