Содержание к диссертации
Введение
1. Современное состояние методов разработки конструкций несущих систем автомобилей-самосвалов 7
1.1. Конструктивные особенности несущих сястем автомобилей-самосвалов я условия ях эксплуатация. Анализ эксплуатационных повреждений их основных несущих элементов -рам 7
1.2. Методы проектирования я доводка несущих систем авто-мобялей-самосвалов. Цель я задача работы 2 6
2. Исследование эксплуатационной рамы большегрузного автомобиля-самосвала 35
3. Исслщование силового взаимодействия рамы с элементам самосвальной установки и подвески большегрузного трехосного автомобиля-самосвала 52
3.1. Исследование вляяняя надрамняка я кузова на угловую жесткость несущей сястемы автомобяля-самосвала 52
3.2. Исследование вляяняя сялового взаямодействяя шассяс самосвальной установкой на яагружеяность я напря женность рамы автомобяля-самосвала 58
3.3. Расчетная схема рамы большегрузного трехосного автомобяля-самосвала 69
3.4. Алгорятм расчета автомобильных рам методом сил с прямеяеяяем ЭВМ .94
3.5. Исследоваяяе вляяняя конструкция третьей поперечины и оси балансярной подвескя на угловую жесткость я нагруженность рамы 97
3.6. Исследование влияния способа опирання кузова на вагру-женность лонжеронов рамы автомобиля-самосвала 106
3.7. Анализ эффективности усиливающих элементов лонжерона рамы 109
3.8. Исследование угловой жесткости, нагруженностй и напряженности рамы большегрузного автомобиля-самосвала без надрамяика ИЗ
4. Оценка ресурса рам большегрузных автомобилей-самосвалов 124
4.1. Расчетный метод прогнозирования ресурса рам автомобилей-самосвалов 125
4.2. Исследование усталостной долговечности рам автомобилей-самосвалов в стендовых условиях 149
Заключение 162
Литература 166
Приложения 1745.
- Методы проектирования я доводка несущих систем авто-мобялей-самосвалов. Цель я задача работы
- Исследование эксплуатационной рамы большегрузного автомобиля-самосвала
- Исследование вляяняя сялового взаямодействяя шассяс самосвальной установкой на яагружеяность я напря женность рамы автомобяля-самосвала
- Исследование усталостной долговечности рам автомобилей-самосвалов в стендовых условиях
Введение к работе
В настоящее время велика потребность в грузовых автомобилях и самосвалах. Потребность в ЭТИХ автомобилях сохраняется вследствие роста объемов промышленного и ЖИЛИЩНОГО строительства, развития сельскохозяйственного производства.
Наряду с задачей расширения производства грузовых автомобилей и автомобилей-самосвалов большой грузоподъемности, в соответствии с решениями ХХУІ съезда КПСС стоит задача повышения их качества, надежности и снижения металлоемкости. Проблема повышения надежности и ресурса автомобилей является частью общей проблемы безопасности и регулярности работы транспорта, а также экономической его эффективности. Особенно важно увеличение ресурса для автомобилей высокой стоимости, к которым относятся и большегрузные автомобили-самосвалы. Повышение надежности и ресурса создаваемых автомобилей, задача весьма сложная, так как прогресс в автомобильной технике идет по пути увеличения грузоподъемности, скорости движения автомобилей при одновременном снижении их снаряженной массы, что в свою очередь приводит к росту напряженности несущих элементов конструкция. Одним из основных узлов автомобиля является рама. Она служит основанием для крепления узлов и агрегатов машины, а также основным несущим элементом конструкция, воспринимающим все нагрузки, возникающие при эксплуатации автомобиля. На изготовление рамы потрбляется до 10$ металла, ядущего на постройку автомобиля. Её жесткость я прочность в значительной мере предопределяют работоспособность машины в целом. Выход яз строя рамы вследствие поломки или необратямой деформация связан с трудоемкими и дорогостоящими ремонтными работами. Поэтому вопросу увеличения срока службы автомобильных рам и уменьшения их металлоемкости уделяется серьезное внимание.
Выполнение растущих требований к надежности, ресурсу и металлоемкости автомобильных рам может быть достигнуто за счет разработки рациональных конструкций, устранения избыточных запасов прочности, максимального использования возможностей материала и технологии. Одним из методов достижения рационального использования прочностных свойств материала, потраченного на изготовление конструкции, является метод регулирования усилий в её элементах. Регулирование усилий в элементах рам автомобилей- самосвалов может быть выполнено выбором рациональных схем передачи нагрузок от кузова, подвески, изменением конструктивных форм и подбором погонных жесткостей элементов рамы. Осуществить регулирование усилий в элементах рам автомобилей-самосвалов на основе использования только расчетных методов не предоставляется возможным. Это объясняется сложностью конструкции и силового взаимодействия узлов несущих систем, статистическими свойствами предельных состояний их элементов и трудностью задания нагрузочных режимов, соответствующих реальным условиям их эксплуатации.
Одним из возможных направлений преодоления трудностей создания рациональных по жесткости, прочности и металлоемкости несущих систем автомобилей-самосвалов, представляется использование комплексных расчетно- экспериментальных методов на стадиях проектирования и доводки конструкций. Разработке этого направления на примере большегрузных строительных автомобилей-самосвалов КамАЗ и посвящена данная работа. Основной целью работы было исследование влияния силового взаимодействия кузова и шасси на прочность рамы большегрузного автомобиля-самосвала и разработка комплексной рас-четно-экспериментальной методики повышения прочности и снижения металлоемкости рамы и элементов установки кузова с учетом их взаимодействия.
В первой главе диссертаций рассмотрены конструктивные особенности несущих систем большегрузных автомобилей-самосвалов и условля их эксплуатации. Приведены систематизированные данные об эксплуатационных повреждениях рам автомобилей КамАЗ. Дан анализ расчетных и экспериментальных методов оценка напряженно-деформированного состояния и ресурса автомобильных рам.
Во второй главе приведены результаты исследований эксплуатационной нагружеяностя рамы большегрузного автомобиля-самосвала и рассмотрены отдельные вопросы методики проведения этих исследований и обработки данных.
В третьей главе рассмотрены вопросы методики комплексных рас-четяо-эксперяментальных исследований силового взаимодействия рамы с элементами самосвальной установки и подвеской большегрузного трехосного автомобиля-самосвала, а также результаты таких исследований для различных вариантов конструктивных схем установки кузова и отдельных элементов рамы. Проведен анализ влияния конструктивных схем передачи усилий от кузова и подвески на яагруженность рамы и разработаны рекомендации по совершенствованию конструкции несущей системы.
Четвертая глава посвящена совершенствованию расчетных методов прогнозирования ресурса рам автомобилей-самосвалов в направлений учета поведения сталей при циклических яагружеяиях и локальных пластических деформаций, а также вопросам методики и режимов стендовых испытаний рам на усталостную долговечность, эквивалентных эксплуатационным.
Работа выполнена на Заводе-ВТУЗе при Московском автозаводе им. И.А. Лихачева по плану НИР и ОКР Мияавтопрома СССР (тема 3.1.12 проблемы " Исследования и конструкторско-экспериментальные работы по снижению массы автомобилей и экономии конструкционных материалов") в 1979-83 г.г. Отдельные исследования проведены автором на КамАЗе и Центральном автополигояе НАГЛИ.
Методы проектирования я доводка несущих систем авто-мобялей-самосвалов. Цель я задача работы
Проектирование новых конструкций несущих сястем автомобилей-самосвалов до настоящего времени ведется в основном по прототипам с учетом опыта их эксплуатации. При этом необходимых, практически, расчетов на прочность не проводят. Широко применяют только расчеты лонжеронов рамы на язгяб в вертикальной ПЛОСКОСТИ ОТ весовой нагрузкя с учетом коэффициентов динамичности [11,17,86]. В этом случае лонжероны рассматривают как отдельные балкя на шарнирных опорах в сечениях кронштейнов рессор.
Много работ посвящено также более сложным расчетным схемам автомобильных рам. Чаще всего этя расчетные схемы основаны на теории тонкостенных стержней. Как плоские рамные системы, автомобильные рамы рассматривались в работах Н.Ф. Бочарова [її], Д.Б. Гельфгата и В.А. Опшокова [17], В.Н. Белокурова и М.Н.Закса [б], Г.Н. Девойко[2і], С.С. Дмитрпченко[22], Н.Я.Емельянова [ 25], А.А. Иванова[39], Л.Г. Ласевича[4б], К. Эрца [86] и др.
Однако, как уже отмечалось, рамы грузовых автомобилей не являются плоскими системами, поэтому более перспективными представляются пространственные расчетные схемы, рассмотренные в рабо-тах[зб,37] . Сложность узлов автомобильных рам ограничивает использование стержневых расчетных схем. В этих случаях более правильно рассматривать такие конструкция как оболочкя, широко используя для оценки их напряженно-деформярованяого состояния численные методы, напрямер, метод конечных элементов (МКЭ)(_2, 38, 63J. Из-за большой СЛОЖНОСТИ я трудоемкости проведения расчетов обо-лочечяых моделей более перспектявяым представляется яспользова няе комбинярованных расчетных схем 7]. Недостаточное яспользованяе расчетов на прочность при проек-тярованяя я доводке автомобяльных рам связано не только со сложностью конструкций, но я неопределенностью действующих на них нагрузок. Применяемое пря расчетах деление вертякальяых нагрузок на сямметрячные я кососямметрячные, как показано В.Н. Белокуровым [7], эффектявно только для сняженяя степеня статяческой неопределямостя автомобяльных рам. Как пря двяженяя грузового автомобяля с малой скоростью по плохой дороге, так я с большой скоростью по хорошей, рама находятся в условяях многокомпонентного нагруженяя вертякальнымя сямметрячнымя я кососямметрячнымя, а также горязонтальяымя усяляямя. Передаваемые на раму усяляя зависят не только от дорожных условяй, но я конструктявных особенностей соедяненяя рамы с подвеской, грузовой платформай я другя-мя агрегатамя. Так, яапрямер, М.Н. Закс я Л.М. Лельчук в работе [ЗЗ показаля, что пря закручяваняя шасся грузового автомобяля проясходят сложное нагруженяе его рамы наряду с кручением я яз-гябом в вертякальной плоскостя, также язгябом в горизонтальной плоскостя. В работах [43,69] яссдедовано вляяняе на напряженно-деформярованное состояние элементов рамы разлячных способов закрепления на ней жесткях кузовов. В этях работах показано, что эффект вляяняя надстройкя на напряженное состояняе в большей степеня проявляется при кососямметрячяом нагруженяя автомобяля. Указано, что закрепленяе кузовов яля какях-лябо другях конструкций, ямеющих большую жесткость пря крученяя, пряводят к ухудшеняю условяй работы рамы шасся. В то же время значятельные нагрузкя передаются и на основание кузова или другой жесткой конструкций, закрепленной на шасси. Вследствие этого снижается сопротивление усталости рамы и основания кузова. Отмечено, что развитие рас-четяо- экспериментальных методов рационального формирования напряженного состояния рам автомобилей с учетом их силового взаимодействия с надстройкой, весьма актуально для сегодняшнего автомобилестроения. В то же время таких исследований, особенно применительно к конкретным конструкциям несущих систем автомобилей, очень мало.
Отмеченные недостатки расчетных методов оценки напряженного СОСТОЯНИЯ приводят к тому, что чаще напряженность конструкций автомобильных рам исследуется экспериментально с использованием метода многоточечного электротеязометрироваяия.
Экспериментально также определяются характеристики жесткости несущих систем автомобилей и нагрузки действующие на их элементы как в статике, так и в динамике. Проведение расчетов рам на прочность осложняется тем, что автомобили работают в условиях случайного нагружения. В результате воздействия нагрузок при движении автомобиля по неровностям дороги, сил сопротивления движению машин, колебательных процессов, а также изменения скорости движения и других факторов в деталях несущих систем возникают сложные переменные напряженные состояния с нестационарным режимом изменения во временя.
Исследование эксплуатационной рамы большегрузного автомобиля-самосвала
Исследование нагруженности рамы в реальных (или максимально приближенных к реальным) условиях работы автомобилей-самосвалов проводилось с целью: 1. Выявления эксплуатационных режимов нагружения, оказывающих наибольшее повреждающее воздействие на элементы рамы; 2. Получения количественной оценки уровня нагруженности слабых мест (с точки зрения усталостной долновечности) конструкции рамы при типичных эксплуатационных режимах нагружения, необходимой для прогноза ее ресурса; 3. Получения информации для разработки схемы и режима эквивалентных стендовых испытаний рамы на ресурс. Исследованию подвергалась рама шасси большегрузного строительного автомобиля-самосвала КамАЗ-5511 (рис. I.I). Автомобиль, на котором проводились испытания рамы, был полностью укомплектован, давление воздуха в шинах его колес, регулировка механизмов и агрегатов соответствовали техническим условиям. Для оценки влияния надрамника на эксплуатационную нагружен ность рамы, проводились также испытания рамы шасси автомобиля-самосвала КамАЗ-5511 не укомплектованного яадрамяиком.
При этом на раму перед её третьей поперечиной на упругих опорах была установлена поперечина гидроподъемника самосвальной установки. Кузов опирался через упругие опоры на полки лонжеронов рамы в зоне крепления третьей и четвертой поперечин; задние поворотные опоры кузова крепились жестко к лонжеронам.
Как было уже отмечено, установить связь напряжений в отдельных сечениях рамы с прикладываемыми нагрузками или наблюдаемыми деформациями весьма сложно. Сложность взаимодействия элементов конструкции несущей системы, конфигурации их, наличие многпчис-ленных концентраторов напряжений, неопределенность предварительных напряжений в сочленениях делают затруднительным теоретическое построение достаточно надежных моделей для расчета напряжений и определения опасных сечений рамы. Поэтому действительные напряжения находились экспериментальными методами с помощью наклеиваемых на раме проволочных теязодатчиков с последующей их тарировкой. Применялись проволочные тензодатчики на бумажной основе с базой 10 мм. Схема наклейки теязодатчиков на элементы исследуемой рамы приведена на рис. 2.1. Датчики наклеивались в наиболее напряженных зонах конструкции, которые были определены на основе информации по эксплуатационным разрушениям рам автомобилей-самосвалов данной марки (см. п. І.І.). Ориентация теязодатчиков в исследуемых зонах конструкции проводилась в соответствии с направлениями главных напряжений, для выявления которых, было применено хрупкое лаковое покрытие. Покрытие наносилось на элементы конструкции в зонах их эксплуатационной повреждаемости. После сушки покрытия автомобиль-самосвал совершал один рабочий ездовой цикл, включающий в себя погрузку песком с помощью экскаватора, движение с грузом по карьеру и подъездным к нему грунтовым дорогам низкого качества, разгрузку на строительной площадке и возвращение порожнего под погрузку в карьер. Расшифровка полученных в хрупком покрытий картин трещин позволяла определять направления главных напряжений в наиболее напряженных зонах элементов рамы и правильно ориентировать в этих зонах тензодатчики,используемые для записи нагрузочных процессов.
Исследование нагружеяности рамы проводилось в два этапа. На первом этапе процессы нагружения регистрировались на осциллограмму для всех отобранных точек, а на втором, для самых нагруженных участков рамы регистрация осуществлялась классификатором KWSI6/T с систематизацией процессов методом полных циклов. На первом этапе испытания проводились на треке со сменными неровностями высотой 0,23 м (рис. 2.3), " бельгийской мостовой" (рис. 2.4) и на бункерном комплексе Центрального научно-исследовательского автомобильного полигона НАМИ. Второй этап испытаний осуществлялся, помимо указанных специальных дорог, на ровной профилированной полосах мощеной дороги (рис, 2.5) и на горной дороге с асфальтобетонным покрытием. Скорости движения в процессе тензометрических исследований назначались согласно f84] . При обработке нагрузочных процессов, записанных на осциллограммы, определялись максимальные значения напряжений, которые представлены в табл. П. I- П.2. В этих таблицах величины динамических напряжений преведеяы без учета статической составляющей напряжений от действия полезной нагрузки и веса кузова.
Как уже отмечалось выше, на прочность автомобильных рам существенное влияние оказывают боковые силы. Это связано в первую очередь с применением в констрзгкциях рам элементов открытого профиля, имеющих малую жесткость в горизонтальной плоскости. Поэтому от действия боковых СИЛ в отдельных местах элементов рамы можно ожидать появления ВЫСОКИХ деформаций, приводящих к быстрому накоплению усталостных повреждений. Для учета влияния боковых сил на нагруженность и напряженность элементов рам автомобилей-самосвалов при последующих их исследованиях, были определены с помощью специальных оттарированных кронштейнов передней рессоры, величины боковых сил, действующих на раму при движении автомобиля-самосвала КамАЗ-5511 с различными скоростями по различным дорогам и песчанному карьеру, (см. Приложение). В этих условиях проводились также замеры напряжений в элементах рамы.
Анализ результатов измерений напряжений в наиболее повреждаемых местах рамы позволяет заключить, что наиболее опасным видом нагружеяня рамы автомобилей-самосвалов является закручивание конструкции при движении по неровной дороге, имитацией которой является трек со сменными неровностями полигона. При этом наибольшие напряжения возникают как в лонжеронах, так и в поперечинах рамы, причем, наиболее высоких величин напряжения достигают на их кромках. Амплитуды напряжений в лонжеронах и поперечинах рамы при движении по треку груженого автомобиля-самосвала выше, чем при движении снаряженного. При этом повышение напряженности лонжеронов и поперечин примерно одинаковое и составляет около 30%, Напряженность рамы при движении груженого автомобиля-самосвала по специальной дороге полигона "бельгийская мостовая" значительно ниже, чем при движении по треку соломенными неровностями. Амплитуды напряжений, зарегистрированные в лонжеронах и поперечинах при движении автомобиля по "бельгийской мостовой" примерно в 1,5-2 раза ниже, чем при движении по треку.
Исследование вляяняя сялового взаямодействяя шассяс самосвальной установкой на яагружеяность я напря женность рамы автомобяля-самосвала
Для проведения исследований на лонжероны и поперечины рамы автомобиля-самосвала наклеивались тензодатчики с базой 10мм в сечениях, указанных на рис. 3.3. При испытаниях замерялись напряжения с помощью комплекта тензометрической аппаратуры марки ЦТМ-5. Для анализа взаимодействия шасси с самосвальной установкой использовались величины внутренних силовых факторов (ВСФ), котрые получались путем обработки данных тензометрических испытаний исследуемой конструкции. ВСФ в дальнейшем использовались не только для анализа яагруженности конструкции, но и для оценки правильности моделирования нагружения элементов рамы при эквивалентных стендовых испытаниях ее на усталость.
Элементы автомобильных рам при нагружении, как уже отмечалось, находятся в сложном напряженном состоянии. Продольные деформации стержней рамы в зонах, где отсутствуют концентраторы напряжений, в общем случае определяются четырьмя ВСФ: продольной силой, изгибающими моментами в двух плоскостях и бимоментом.
Для того, чтобы определить величины ВСФ в отдельных стержнях, необходимо замерить деформаций (напряжения) минимум в четырех точках срединной поверхности профиля. Пря этом деформации следует замерять на достаточном расстояний от зон повышенной концентрацией напряжений (например, от границ узла). Зная деформации в четырех точках и координаты этих точек (Х,У,сО), решая систему из четырех уравнений, можно найти ВСФ. По величинам ВСФ в отдельных стержнях можно судить о характере их нагружения, а также о характере нагружения всей системы.
Геометрические характеристики исследуемых сечений рам приведены в таблице приложения 2. Замеры напряжений и определение ВСФ в элементах рамы проводились при: - нагружении автомобиля-самосвала массой полезного груза в кузове; - перекосе шасси автомобиля-самосвала с демонтированной самосвальной установкой; - перекосе шасси автомобиля-самосвала с установленным над-рамником; - перекосе снаряженного автомобиля-самосвала; - перекосе груженого автомобиля-самосвала.
Перекос автомобиля осуществлялся на стенде путем одновременного подъема диагонально расположенных переднего, среднего и заднего колес на высоту 0,23м.
Эпюры изгибающих моментов Мх и My относительно главных центральных осей сечений и бимомеятов 6ю , действующих в лонжеронах рамы от нагрузок, связанных с перекосом автомобиля я нагру-жения его полезным грузом, построенные по результатам исследования приведены на рис. 3.4, 3.6. Зависимость значения ВСФ яа отдельных участках лонжеронов принималась линейной и определялась по их величинам в отдельных сечениях с учетом достоверности. На графиках приведены также ступенчатые вдоль продольной оси линии, соответствующие указанным на них величинам напряжений на кромке нижней полки лонжерона от соответствующего данной ординате ВСФ.
Рассматривая приведенные эпюры ВСФ на рис. 3.4....3.6 нетрудно видеть, что влияние самосвальной установки на нагруженность рамы наиболее существенно проявляется при перекосах автомобиля, увеличивая угловую жесткость несущей системы, надрамник и кузов изменяют и характер нагружения рамы. Надрамник наибольшее действие при перекосах автомобиля оказывает на нагруженность рамы в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Так, эпюры вертикальных изгибающих моментов (Л/х) показывают, что при одинаковой величине перекоса автомобиля, установка надрамника приводит к повышению величин изгибающего момента в среднем на 60-80$. Из эпюр горизонтальных изгибающих моментов (Л/у) видно, что при установке надрамника изменяются не только величины действующих на раму горизонтальных изгибающих моментов, но и их направление. При этом наиболее заметное изменение нагруженяости рамы в поперечном направлении происходит на участке перекрываемом надрамником.
Эпюры бимоментов ( BOJ) показывают, что при установке надрамника яагруженность рамы от стесненного кручения на участке им перекрываемом, снижается. Это, вероятно,связано с повышением угловой жесткости несущей системы автомобиля при укомплектовании его надрамником, что в свою очередь приводит к уменьшению углов закручивания рамы при одинаковых величинах перекоса автомобиля. По эпюрам внутренних силовых факторов видно, что установка кузова и особенно его загрузка при перекосах автомобиля также, как и над-рамник, ведут к существенному изменению нагруженности рамы.
Нагруженность рамы изгибающими моментами в вертикальной плоскости (Afs) при установке кузова и его загрузке возрастает. Величина вертикальных изгибающих моментов возрастает при установке кузова в среднем на 20$. Еще больше они увеличиваются при перекосе груженого автомобиля. Загрузка кузова приводит к увеличению изгибающих моментов, действующих на раму в вертикальной плоскости, в среднем на 40$.
Исследование усталостной долговечности рам автомобилей-самосвалов в стендовых условиях
Используемые в настоящее время методы установления и продлв-ния ресурса автомобильных рам, основанные на сборе и обработке информации о работоспособности рам в период их доводки на автополигоне и в эксплуатации, требуют зяачятельного времени. Для проверки эффективности мероприятий, внедряемых для устранения дефектов и накопления статистических-данных , подтверрждающих стабильность результатов, доводка и проверка рам на большой ресурс (500 тыс. км и более) растягивается на многие годы, и автомобили морально устаревают раньше, чем достигается требуемый ресурс. Для сокращения времени получения информация и для ускоренной доводки автомобильных рам на ресурс выявилась целесообразность проведения ускоренных эквивалентных стендовых испытаний по программе, составленной на основе анализа факторов, влияющих на исчерпание ресурса отдельных её узлов и элементов. Испытания по эквивалентной программе позволяют в короткие сроки выявить основные дефекты раглы, проверить мероприятия по их устранению и оценить ресурс рамы.
Сложным в процессе стендовых испытаний автомобильных рам на усталость является выбор схемы и режима нагружения.
Режим ускоренных ресурсных испытаний рам в большинстве случаев отличается от режимов эксплуатации, но связан с ними количественно и качествене. Количественная связь обусловлена необходимостью сравнения интенсивности процессов рарушения при испытаниях с их интенсивностью при эксплуатации. Качественная связь обусловлена необходимостью воспроизведения при испытаниях таких же процессов разрушения, как в эксплуатации, и как следствие, получения одинаковых видов повреждений изделий. Различные узлы и агрегаты автомобиля взаимосвязаны с его рамой и в процессе работы оказывают взаимное влияние. Схема нагру-жения рамы на стенде должна учитывать его влияние. Выбору схемы и режима испытаний рамы, обеспечивающей появление таких же её повреждений как при эксплуатации, помогает тщательный анализ повреждений.
Несмотря на разнообразие встречающихся дефектов и предельных состояний, всегда можно выявить один или несколько типичных для данной конструкции (преобладающих) видов повреждений, закономерно возникающих в большинстве изделий при данном еоличестве их изготовления. Типичный вид повреждения является критерием правильности внбора схемы и режима испытаний, а также основой анализа причин повреждения. Если возникающие повреждения рам при стендовых испытаниях отличаются от эксплуатационных, то по всей вероятности методика или режим испытаний требует корректировка. Анализ причин повреждений позволяет понять характер процессов разрушения, раскрыть природу их и исключить или отдалить их появление. Поэтому путь к повышению ресурса рам, совершенствования их конструкции с целью снижения металлоёмкости начинается с изучения . видов их эксплуатационных повреждений.
Анализ разрушений рамы серийно выпускаемого большегрузного строительного автомобиля-самосвала в процессе эксплуатации, проведённый в настоящей рабаже показал, что разрушения элементов рамы носят усталостный характер и являются следствием воздействия на раму нагрузок, вызывающих изгиб её в вертикальной и горизонтальной плоскостях, а также кручение ошнррятелвно продольной оси.
Это было учтено при разработке схемы испытания рамы автомобиля на стенде. Схема и общий вид установки для испытаний рам на усталость приведены на рис.4.10. Стенд монтировался на монолитном железобетонном фундаменте I, расположенном для удобства в яме. с целью воспроизведения, сложного силового взаимодействия, испытания рамы 2 проводились в сборе с осью задней балансириой подвески 3 надрамяиком 4 и кузовом 5. На раме устанавливались также наиболее тяжёлые агрегаты автомобиля, оказывающие на неё нагружающее воздействие (силовой агрегат 6, гнездо с аккумуляторными батареями 7, топливный бак и т.п.). Для имитации реальной схемы передачи усилий на раму от передней подвески, рама в передней части опиралась на упругие серийные рессоры 8. В задней части рама осью балансира опиралась на фундамент через двойные универсальные шарниры 9. Статическая нагрузка рамы осуществлялась балластом, загруженным в кузов в соответствии с номинальной грузоподъёмностью автомобиля и распределением веса по его осям. Динамическое яагружение рамы проводилось с помощью двух независимо работающих друг от друга электрогидравлических цилиндров 10 и II, передавающих усилия через динамометры на переднюю нагрузочную балку 12, соединённую с передними рессорами рамы. Цилиндры с фундаментом и нагрузочной балкой соединялись с помощью универсальных шарниров. В середине передняя нагрузочная балка оснащена сферическим шарниром с плавающей в вертикальном направлении опорой 13.
Похожие диссертации на Влияние силового взаимодействия кузова и шасси на прочность рамы большегрузного автомобиля-самосвала
