РАСЧЕТЫ МЕХАНИКИ И ПРОЧНОСТИ КОНСТРУКЦИЙ


Расчетная модель каркаса автобуса, ОАО «Нефтекамский автозавод»

В соответствии с договором между НТЦ АПМ и ОАО «Нефтекамский автозавод» была создана расчетная стержнево - пластинчатая модель каркаса автобуса, а также проведен прочностной расчет его конструкции.

Фотография автобуса, выпускаемого заводом ОАО «НефАЗ»

 

Исходные данные для расчета — чертежи отдельных частей автобуса и твердотельные модели были предоставлены заказчиком. Расчетная модель выполняется в соответствии с чертежами составляющих рамы: каркас пола, каркас боковин полунизкопольника КамАЗ, установка подиума, каркас передка низкопольника, каркас задка низкопольника, каркас крыши низкопольника.
Граничные условия для расчета (нагрузки и места установки опор) – также были указаны заказчиком. Прочностной расчет металлоконструкции автобуса проводился с помощью модуля APM Structure3D, входящего в состав системы APM WinMachine.

Поскольку твердотельная модель, выполненная в трехмерном редакторе и присланная заказчиком, может быть разбита только на объемные конечные элементы, количество которых в данной модели было бы чрезмерно велико, то единственным вариантом проведения расчета такой конструкции является ее создание с использованием стержневых и пластинчатых (оболочечных) конечных элементов.

Основные трудности в проведении этого расчета были связаны именно с созданием расчетной модели. Первоначально создавалась стержневая модель конструкции по частям. Далее эти части соединили в единую конструкцию и к соответствующим узлам присоединялись пластинчатые элементы, участвующие в создании матрицы жесткости конструкции. Собранная стержнево-пластинчатая модель конструкции автобуса представлена на изображениях ниже.

Общий вид расчетной модели каркаса автобуса

 

Общий вид расчетной модели каркаса автобуса

Общий вид расчетной модели каркаса автобуса

Карта распределения эквивалентных напряжений

Карта распределения перемещений

 

Из анализа карты напряжений следует, что в конструкции имеется несколько слабых мест – это места крепления рессор и амортизаторов передних колес шасси автобуса к его раме. В местах крепления расположены пластины и в них преобладают изгибные напряжения. Наибольшая величина напряжений в элементах крепления передних колес достигает 439 МПа и носит локальный (точечный) характер. 
Напряжения в остальных стержневых и пластинчатых элементах конструкции автобуса находятся на уровне 70 — 105 МПа, что является вполне допустимой величиной для стальных конструкций, выполненных из стали Ст3кп, имеющей предел текучести, равный 235 МПа. 
Увеличенный фрагмент карты эквивалентных напряжений конструкции с максимальным уровнем напряжений, приведен на изображении ниже.

Распределение напряжений в области крепления рессор и амортизаторов передних колес шасси автобуса

© ООО НТЦ "АПМ" 2018. Все права защищены
Создание сайтов
Студия дизайна «Веб-Арена»