среда, 8 января 2014 г.

Створення скінченно-елементної моделі рами електромеханічної трансмісії всюдихода

              Всюдихід - наземний транспортний засіб високої прохідності для пересування в умовах відсутності доріг.
Засновником створення всюдиходів можна вважати Якоба Спайкера, власника невеликого машинобудівного заводу під Амстердамом . У 1903 році він разом з конструктором Ф. В. Брандтом для участі в перегонах Париж - Мадрид вирішив побудувати легковий автомобіль конструкції 4x4.
Роботи зі створення всюдиходів з використанням гусеничного шасі були розпочаті в 1910-1916 рр. . винахідником А. Кегрессом . Він запропонував для підвищення прохідності по сніжному покриву і в умовах боліт замість провідних коліс заднього моста використовувати гусениці. Навантаження від задньої частини кузова розподіляється набором опорних ковзанок , що створює маленьке питомий тиск на поверхню.
Для експедиції Річарда Берда в Антарктиду 1939-41 років в США був побудований величезний колісний всюдихід , який виявився непридатним для умов Антарктиди.
Практично кожен виробник намагається придумати свою конструкцію всюдихода. Ось чому було вирішено придумати власну.
Snow Cruiser 1939-41р


В моїй курсовій роботі розв’язується задача навантаження рами всюдиходу (конструкцію якого винайшов я) кабіною з водієм, маса якої становить 3000 кг. Розглядалось навантаження, створене в місці кріплення кабіни до рами, на всю конструкцію з урахуванням коефіцієнту динамічності. 
Рис 1. Рама всюдиходу. 



    Для розрахунків був обраний матеріал - сталь. 
   Також були дані характеристики матеріалу:
·        модуль пружності E = 2*10^11 Па;
·        коефіцієнт Пуассона v = 0.3;
·        товщина стінок рами 50 мм
   В даній роботі проводиться статичний аналіз сталевої рами, так як завданням було перевірка конструкції в нерухомому стані.

  3D модель рами була спрощена та позбавлена елементів, які не мають суттєвого впливу на розрахунки. Також тестувалась модель рами з "косинками". Для розрахунків прийняли товщину стінок 5 мм. 
   Для побудови моделі в МКЕ були використані елементи shell, так як вони дозволяють спростити аналіз рами і при цьому результати достатньо достовірні. 
   Для розрахунків рама була закріплина таким чином, щоб при навантаженнях вона могла обертатись вздовж осі Х, імітуючи вивертання з кріплень вилки. На кріплення кабіни подано навантаження 60000 Н - вага кабіни, помножена на коефіцієнт динамічності.

Рис 2 Закріплення і навантаження рами в FEMAP
 
Таблиця 1 Властивості сітки

   Розрахунки було зроблено для звичайної рами та рами з "косинками"

                                                     Рис 3. Діаграма VonMises навантажень рами без "косинок"


                                                     Рис 4. Діаграма VonMises навантажень рами з "косинками"

                                                  Рис 5. Діаграма переміщень рами без "косинок"

                                                       Рис 6. Діаграма переміщень рами з "косинками"


                                                    Таблиця 2. Переміщення та деформації.

    В результаті виконання курсової роботи були отримані результати, наочно представлені і проілюстровані вище. Після їх аналізу можна зробити наступні висновки
        1.   Під час моделювання рами було виявлено, що деякими деталями рами можна знехтувати. Це отвори для встановлення передніх та задніх фар. Результат від їх наявності в розрахунку — мінімальний.
    2. Результат показує, що рама створена з запасом міцності перевищуючим допустимі напруження, і здатна витримати перевантаження.
    3. Товщина стінок рами 50мм виправдана тільки бойовим застосуванням машини. Сталеві стінки товщиною від 5мм вже достатньо добре витримують навантаження.
    4. «Косинки», які будуть корисні у випадку діагональних навантажень, не дають сильного покращення у випадку з вище дослідженими навантаженнями.

Ссилки на файли, презентації та моделі:

Рендер: https://grabcad.com/library/-33/files/4krs/untitled.257.jpg

Записка: http://ru.scribd.com/doc/196986292/s008-Otchet666

Деталь:https://grabcad.com/library/-33/files/4krs/%D0%A0%D0%B0%D0%BC%D0%B0.SLDPRT#

Презентація: http://ru.scribd.com/doc/196982156/Prezenta-Tsia-666

Комментариев нет:

Отправить комментарий