ФОРУМ ИСПЫТАТЕЛЬНОГО ЦЕНТРА "УСЛУГИАВТО"

Расчет прочности капролоновых проставок установленных между кузовом и рамой транспортного средства.

Презентация испытательного центра "УСЛУГИАВТО"

Расчет прочности капролоновых проставок между кузовом и рамой появился не просто так! Бдительные сотрудники ГИБДД усомнились в том, что оформленное положительное Заключение ИЛ "УСЛУГИ-АВТО" является действительно положительным и проработанным, а не профанацией в виде красивого текста. Соответственно возникла спорная ситуация, которую необходимо было решать.... Мировая практика тюнинга "внедорожников" очень давно использует капролон (полиамид) для крепления кузова между рамой транспортного средства. С технической точки зрения большой необходимости в этом нет (имеется в виду - установка "проставок" между рамой и кузовом), так как можно просто обрезать арки "болгаркой" и установить колеса увеличенного радиуса качения. НО! Эстетически это будет не совсем красиво и иногда травмоопасно! (Правила ООН № 26). Понимая ответственность сотрудников ГИБДД на которых лежит принятие окончательного решения (надеемся положительного) нами были проведены расчеты прочности используемых при переоборудовании авто "проставок". Цифры и графики ниже:

Для установки колес увеличенного диаметра установлены проставки между кузовом и рамой ТС.
Материал проставок – капролон (полиамид тип 6)
Предел текучести капролона σ т=80МПа
Проставка испытывает вертикальную нагрузку кузова.
Кузов крепится к раме через n=10 проставок заводского изготовления.
Масса без нагрузки mмбн=2100 кг
Разрешенная максимальная масса mрмм= 2510 кг
Размеры проставки (рис.1):
Внутренний диаметр d=12 мм,
Наружный диаметр D=65 мм,
Высота H=40 мм.



При растяжении-сжатии проводится расчет элементов конструкции на прочность;
Коэффициент запаса прочности по текучести nт=σ т/σ max
Нагружение проводится в программе виртуального трехмерного моделирования.
Расчет коэффициента запаса прочности при статической нагрузке:
nт1=(mрмм K1 g)/n=4016 Н,
где К1=1,6 – коэффициент неравномерности распределения веса кузова по проставкам.
g=10 м/с2 – ускорение свободного падения.
По результатам нагружения (рис.2) σ max=2,25 МПа
nт1=80/2,25=35,6



Расчет коэффициента запаса прочности при динамической нагрузке:
nт2=(mрмм К1 K2 g)/n=12048 Н,
K2=3 – коэффициент, учитывающий максимальные динамические вертикальные нагрузки при движении автомобиля (по данным издания по расчету нагруженности автомобильных несущих систем[1]).
По результатам нагружения (рис.3) σ max=6,74 МПа
nт2=80/6,74=11,9



Полученные коэффициенты запаса прочности (35,6 при статической нагрузке и 11,9 при динамической нагрузке) значительно превышают минимальные допустимые значения запаса прочности, принятые в отечественном автомобилестроении (коэффициент запаса прочности по пределу текучести не менее 3, по данным справочника конструктора-машиностроителя[2]).


Список литературных источников:
1. Фентон Дж., «Несущий каркас кузова автомобиля и его расчет». Пер. с англ. –М. Машиностроение, 1984, 200с, ил.
2. Анурьев В.И. Справочник конструктора машиностроителя.

Забавно, что у бдительных сотрудников ГИБДД вызвал интерес прочностные свойства компонента транспортного средства, который не подлежит обязательной сертификации. В случаях, когда при установки компонентов изменяется центр расположения масс, интерес, скорее всего, представляет не прочность компонента, а показатели устойчивости и управляемости транспортного средства. Должна быть проведена проверка транспортного средства с внесенными в конструкцию изменениями на предмет соответствия требованиям ГОСТ 31507-2012 «Автотранспортные средства. Управляемость и устойчивость. Технические требования. Методы испытаний».

Расчет «Проверки соответствия характеристик транспортного средства с внесенными изменениями в конструкцию нормативам пункта 4 Приложения №3 Технического Регламента Таможенного Союза «О безопасности колесных транспортных средств» по поперечной статической устойчивости» так же был предоставлен сотрудникам ГИБДД.

vipolitov
...В случаях, когда при установки компонентов изменяется центр расположения масс, интерес, скорее всего, представляет не прочность компонента, а показатели устойчивости и управляемости транспортного средства. Должна быть проведена проверка транспортного средства с внесенными в конструкцию изменениями на предмет соответствия требованиям ГОСТ 31507-2012 «Автотранспортные средства. Управляемость и устойчивость. Технические требования. Методы испытаний».

а как Вы считаете, перевозка груза на багажнике, установленном на крыше легкового авто, изменяет координаты центра масс авто?
И нужно ли проводить испытания в данном случае? и с каким грузом? ведь высота авто с грузом может быть до 4 метров.

P.S. При установке любого оборудования изменяются координаты центра масс, даже при установке ГБО, замене двигателя и т.д.. Нужны испытания?

Если вы считаете, что подтверждение соответствия транспортного средства в отношении устойчивости можно сделать расчетом это другой вопрос. Расчитать можно практически все что угодно, а вот подтверждать соответствие необходимо только предусмотренными методами. (4.2. Требования к поперечной статической устойчивости транспортного средства при испытаниях при опрокидывании на стенде для транспортных средств категорий M, N, O (применительно к категории M1 - только для транспортных средств категории G только в отношении подпункта 4.2.1, применительно к категориям M2 и M3 - только до вступления в силу Правил ЕЭК ООН N 107. К полуприцепам требования применяются при нахождении их в составе автопоезда).


Теперь относительно перевозимого груза. Не нужно путать перевозку и внесение изменений в конструкцию. Для перевозки подтверждение соответствия не требуется, а после внесения изменений требуется.

Теперь относительно перевозимого груза. Не нужно путать перевозку и внесение изменений в конструкцию. Для перевозки подтверждение соответствия не требуется, а после внесения изменений требуется.

Хорошо, про груз забудем.
При установке багажника на крышу (при внесении изменений в конструкцию), требуются ли испытания на устойчивость и управляемость?
При установке любого оборудования изменяются координаты центра масс, даже при установке ГБО, замене двигателя и т.д.. Нужны испытания?

VladimirVS писал(а):P.S. При установке любого оборудования изменяются координаты центра масс, даже при установке ГБО, замене двигателя и т.д.. Нужны испытания?

Ну и конечно же тут есть определенная доля правды. В данном примере речь идет о снижении центра масс, причем в допусках грузоподъемности, влияние на статику если и есть то незначительное по причине того что ряд испытаний и измерений проводится на полной нагрузке. Другое дело когда речь идет об увеличении центра расположения масс, как поведет себя такое транспортное средство не известно и именно по этой причине требуется проведение испытаний.


Ну и в заключении: я просто обсуждаю со специалистами вопрос не более!

Я Вас понял, спасибо!
P.S. ТР ТС не совершенен, и некоторые вопросы не стыкуются с реальной жизнью. Это нужно признать!

VladimirVS писал(а):P.S. ТР ТС не совершенен, и некоторые вопросы не стыкуются с реальной жизнью. Это нужно признать!

Признать и использовать не одно и тоже! Вы как и я понимаете о чем идет речь. Сомнительно, что я или Вы друг друга сейчас в чем то переубедим. Очевидно одно, при установке проставок влияние на устойчивость и управляемость значительная, по крайней мере речь идет в любом случае об ограничении максимальной скорости движения, а вот на сколько и решается испытаниями, тем более что это не мое личное мнение. Я не зря привел норматив в пример, нет ни слова там про расчеты.

Остается порадоваться что бдительные сотрудники ГИБДД удовлетворились расчетами прочности подушек, заставив Вас сделать кучу никому не нужной по факту работы.

Спасибо за интересную дискуссию.

Расчетным методом мы хотя бы в теории проверяем изменение угла статической поперечной устойчивости.
Вы не представляете, сколько бесполезных расчетов и разъяснений мы делаем! Но, мы должны реагировать на подобные запросы.