WWW.MASH.DOBROTA.BIZ
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - онлайн публикации
 

«колеса легкового автомобиля д.т.н. проф. Балабин И.В., к.т.н. доц. Чабунин И.С., Лукьянов М.Н. Московский государственный технический университет «МАМИ» Автомобильное колесо является одной ...»

Секция 5 «КОЛЕСА И ШИНЫ» .

Расчет и рационализация спицевой конструкции легкосплавного

колеса легкового автомобиля

д.т.н. проф. Балабин И.В., к.т.н. доц. Чабунин И.С., Лукьянов М.Н .

Московский государственный технический университет «МАМИ»

Автомобильное колесо является одной из главных частей автомобиля, которая

определяет безопасность движения и оказывает существенное влияние практически на все

технико-эксплуатацоионные показатели транспортного средства. Кроме того, являясь изделием массового производства, располагает значительным потенциалом для экономии металла. В этой связи определение напряженно-деформированного состояния и рационализация конструкции автомобильного колеса является актуальной задачей, тем более, если речь идет о современных конструкциях колес из легких сплавов .

Анализируя направление развития современных конструкций легкосплавных колес, можно отметить установившуюся к настоящему времени тенденцию все более нарастающих объемов производства и применения спицевых видов колес (рис.1), как наиболее эффективных с точки зрения прочности и жесткости, а также наиболее полно отвечающих требованиям дизайна. Спицевые конструкции оказываются наиболее предпочтительными в связи с возрастающими размерами колеса, в силу все более увеличивающихся посадочных диаметров современных низкопрофильных шин .

Рисунок 1 Колесо длительный период, вплоть до начала прошлого века, оставалась с точки зрения научного анализа прочностных свойств «черным ящиком», лишенным обоснованных методов расчета, а проектирование этого важного и ответственного изделия основывалось на интуиции и практическом опыте его создателей .

В середине прошлого века, во многом благодаря усилиям отечественных специалистов, представляющих школу Центрального конструкторского бюро колесного производства, началась планомерная масштабная деятельность по созданию научных основ расчета и проектирования автомобильных колес. Наиболее продвинутыми методами расчета оказались те, которые относятся к расчету обода колеса .

Что же касается диска автомобильного колеса, выполняющего связующую роль между ступицей и ободом, то для него аналитических методов расчета до сих пор не существует, в связи с чрезвычайной сложностью, как самого объекта, так и характера действующих нагрузок. Диск, в отличие от обода, находится под воздействием внешних сил (радиальной, боковой и изгибающего момента) и практически не воспринимает силы внутреннего давления воздуха в шине .

В настоящее время наиболее распространенным методом расчета является метод конечных элементов, который наряду со своей универсальностью имеет ряд недостатков .

Непрозрачность сложного математического аппарата, которым владеют только программисты, оставляя для пользователя выполнение только стандартных процедур по Материалы международной научно-технической конференции ААИ «Автомобиле- и тракторостроение в России: приоритеты развития и подготовка кадров», посвященной 145-летию МГТУ «МАМИ» .

Секция 5 «КОЛЕСА И ШИНЫ» .

вводу исходных данных, заданию конструкции и проведение счетных операций по предлагаемой программе, что затрудняет оптимизацию, так как не гарантирует получение нужного результата по рационализации конструкции .

В этой связи, разработка аналитических и относительно простых методов расчета остается актуальной .

В МГТУ «МАМИ» под руководством профессора Балабина И.В. ведется работа по решению данной проблемы. Так было высказано предположение, о том, что под воздействием радиальной силы спицы автомобильного колеса находятся под действием только нормальных сил по аналогии с фермой .





При этом решение задачи существенно упрощается. Был проведен аналитический расчет колеса при разном количестве спиц, который был подтвержден расчетом методом конечных элементов в программном комплексе ANSYS. В дополнение было проведено исследование зависимости напряжений, возникающих в спице от количества спиц при неизменной массе материала колеса. Полученные результаты показывают неизменность нормальных напряжений в спице от их количества, что является весьма интересным фактом и объясняется пропорциональным изменением площади поперечного сечения и силы приходящейся на одну спицу под действием радиальной силы (рис.2) .

При нагружение диска автомобильного колеса не только радиальной, но и боковой силой, а также изгибающим моментом, действующим в плоскости перпендикулярной плоскости колеса, расчет существенно усложняется. И здесь при существующем уровне развития аналитических методов расчета целесообразно использовать метод конечных элементов, а затем проанализировать полученные результаты с целью рационализации конструкции колеса. Расчет показывает, что наиболее нагруженной будет спица, находящаяся в нижнем вертикальном положении, так как на ее сечение находится под воздействием суммы напряжений от радиальной силы и от изгибающего момента .

Максимальные напряжения возникают в спице, в месте ее крепления к ступице, и изменяются по длине по линейному закону (рис 3.). При неизменной массе материала колеса наиболее рациональной оказывается трехспицевая конструкция колеса (рис 4.) .

При увеличении количества спиц, максимальные напряжения возрастают примерно на 10% для каждой спицы. Для проведения сравнительного анализа был проведен расчет методом конечных элементов трех конструкций дисковых колес (диск в виде конической оболочки, сферической оболочки и пластинки), при том же количестве используемого металла. Наиболее рациональной является конструкция диска автомобильного колеса в виде конической оболочки. Однако максимальные напряжения, возникающие при этом в диске будут больше, чем в спице трехспицевого колеса в 4 раза, что является бесспорным преимуществом спицевой конструкции .

В настоящее время в МГТУ «МАМИ» проводится натурный эксперимент по определению напряжений в спице автомобильного колеса, при разном количестве спиц для подтверждения теоретических результатов по исследованию напряженнодеформированного состояния литых колес, которые пока применяются только на легковых автомобилях, но, как нам представляется сфера их применения, несомненно, будет расширяться и коснется и автобусов, и легковых автомобилей .

Материалы международной научно-технической конференции ААИ «Автомобиле- и тракторостроение в России: приоритеты развития и подготовка кадров», посвященной 145-летию МГТУ «МАМИ» .

Секция 5 «КОЛЕСА И ШИНЫ» .

–  –  –

-40,00

-60,00

-80,00 Рисунок 3 Изменение напряжений по длине спицы автомобильного колеса применительно к трех-, четырех-, пяти- и шести спицевой конструкции Материалы международной научно-технической конференции ААИ «Автомобиле- и тракторостроение в России: приоритеты развития и подготовка кадров», посвященной 145-летию МГТУ «МАМИ» .

Секция 5 «КОЛЕСА И ШИНЫ» .

Рисунок 4 Зависимость напряжений в спице от количества спиц при совместном действии на колесо радиальной и боковой силы и изгибающего момента Материалы международной научно-технической конференции ААИ «Автомобиле- и тракторостроение в России: приоритеты развития и подготовка кадров», посвященной 145-летию




Похожие работы:

«База нормативной документации: www.complexdoc.ru ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР ОБОРУДОВАНИЕ ПРОТИВОВЫБРОСОВОЕ ТИПОВЫЕ СХЕМЫ, ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К КОНСТРУКЦИ...»

«МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ (МГС) INTERSTATE COUNCIL FOR STANDARDIZATION, METROLOGY AND CERTIFICATION (ISC) ГОСТ МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ 108СТАНДАРТ КА КА О -П О РО Ш О К Технические условия Издание официальное Москва Стандартинформ испытания арматуры ГОСТ 108—2014 Предисловие Цели, ос...»

«ПБ68 Декларация о соответствии ТР ТС № RU Д-RU.АД35.В.03497 Сертификат: № C-RU.ПБ68.В.03036 Модуль питания БРП 12В 5А под АКБ 1,2Ач (BPM1205N) Паспорт Идентификационный номер прибора 1. Общие сведения Модуль питан...»

«© 1995 г. Л. М. ИВАНОВ* СТРАХОВОЙ ЗАКОН 1912 ГОДА И ЕГО ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ* 2 июня 1903 г. появился закон "О вознаграждении потерпевших вследствие несчастных случаев рабочих и служащих, а равно членов их семейств в предприятиях фабрично-заводской, горной и горнозаводской промышленности"1. Однако принятие этого крайне ограниченного...»

«Алешина Анна Павловна ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ВИБРОГРОХОЧЕНИЯ ПЕСЧАНО-ГРАВИЙНЫХ СМЕСЕЙ С ВЫСОКИМ СОДЕРЖАНИЕМ ЧАСТИЦ МЕЛКИХ ФРАКЦИЙ 05.02.13 – Машины, агрегаты и процессы (строительство) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Иваново 2015 Работа выполнена в ФГБОУ ВО "Ивановский государственный политехничес...»

«Комплексная противоморозная добавка "АКМ — 25 ПК" ТУ 5745-007-21095447-2015 Комплексная противоморозная добавка "АКМ — 25 ПК" Комплексная добавка для бетонов – пластификатор с противоморозным эффектом – АКМ — 25 ПК. АКМ — 25 ПК – обладает высокой пластифицирующей и водоредуцирующей способностью. АКМ — 25 ПК – универсальная добавка, обладающая стабил...»

«ИНСТИТУТ СТРОИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ P L 0 0 6 1 1 ВАРШАВА, ул. ФИЛЬТРОВА, 1 тел.: (48 22) 825-76-55; (48 22) 825-76-55 – факс: (48 22) 825-52-86 Член Европейского Союза Технического Одобрения в области строительства – UEAtc Член Европейской Организац...»

«СОДЕРЖАНИЕ. ПАСПОРТ ПРОГРАММЫ 3. АННОТАЦИЯ ПРОГРАММЫ 6 III. ИНФОРМАЦИОННАЯ СПРАВКА МБУДО ДШИ "ГАРМОНИЯ" 9 V. АНАЛИТИКО-ПРОГНОСТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ 21 ПРОГРАММЫ V. КОНЦЕПЦИЯ РАЗВИТИЯ МБУДО ДШИ "ГАРМОНИЯ" 28 V. УПРАВЛЕНИЕ РЕАЛИЗАЦИЕЙ ПРОГРАММ...»







 
2019 www.mash.dobrota.biz - «Бесплатная электронная библиотека - онлайн публикации»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.