СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ Российский патент 2009 года по МПК G01M17/07 

Изобретение относится к области механических испытаний, в частности применимо для испытаний автотранспортных средств.

Транспортные средства различного назначения (пассажирские, грузовые, спортивные и др.) эксплуатируются в широком диапазоне различных факторов (влажность, температура, давление).

Для некоторых видов транспорта, в том числе военного назначения, одним из основных видов эксплуатационного воздействия является механическое, когда движение осуществляется в условиях бездорожья и сильно пересеченной необорудованной местности.

Серийное производство транспортных средств не начинается без предварительных испытаний на различных стендах, воспроизводящих и моделирующих заданные механические воздействия.

Известны различные способы и устройства (заявки на изобретение №94028213, №94036388, патенты РФ №2031083, №2033600, №2075743, №2090854, №2211443) испытаний транспортных средств. В указанных способах и устройствах реализуются воздействия в детерминированном варианте или в весьма узком диапазоне, что не позволяет корректно прогнозировать сохранение работоспособности транспортного средства в условиях реальной эксплуатации.

Транспортное средство представляет собой сложную систему узлов и элементов, что обуславливает нелинейность различных динамических характеристик - жесткости и вязкости (псевдовязкости). Полное знание таких характеристик позволяет численно рассчитывать реакцию транспортного средства при любом виде механического воздействия на основе решения обобщенных уравнений Лагранжа (Тарг С.М. Краткий курс теоретической механики. - М.:, Наука, 1967, с.463-464).

В связи с таким новым подходом известны способы и устройства (патенты РФ №2030727, №2292026, заявка на изобретение №2003116372), которые являются наиболее близкими к предлагаемому решению.

В изобретении «Стенд для испытания транспортных средств» (патент РФ №2030727) предложено транспортное средство устанавливать на подвижное в горизонтальной и вертикальной плоскостях основание и осуществлять воздействие через модули имитации дорожных нагрузок, связанных с колесными дисками транспортного средства.

В изобретении «Способ определения динамических характеристик механической системы» (патент РФ №2292026) предложено возбуждать в системе свободные затухающие колебания и по амплитудно-временной зависимости отклика системы определять собственные частоты системы и логарифмический декремент колебаний.

Из известных способов испытаний различных систем и конструкций на воздействие динамических нагрузок ближе всех к предлагаемому способу испытаний по технической сущности является способ нагружения конструкций при испытаниях на прочность (заявка на изобретение №2003116372), заключающийся в том, что объект испытаний поднимают на определенную высоту, вертикально перемещают вниз, используя для разгона силы земного тяготения, и производят его торможение на основании заданной жесткости и с фиксированной частотой собственных колебаний упругого основания и объекта испытаний.

Основным недостатком указанного способа является то, что он не позволяет воспроизводить и моделировать весь спектр динамических дорожных режимов.

Наиболее сложным по воздействию и моделируемости является случай сложного движения, когда каждое колесо транспортного средства двигается индивидуально и отлично от других колес или группы колес. Такой случай является реальным при движении по сильно ухабистой дороге, обильно покрытой водными стоками.

Целью изобретения является расширение диапазона и спектра воспроизводимых и моделируемых дорожных воздействий.

Для достижения поставленной цели предлагается моделирование воздействия динамических эксплуатационных нагрузок осуществлять, как и в прототипе, свободным падением транспортного средства с определенной высоты. При этом испытываемое транспортное средство поднимают на заданную высоту над уровнем жесткого основания, например бетонной площадки, и устанавливают на опорах. В отличие же от прототипа, на каждой опоре размещают взрывчатое вещество. При подрыве взрывчатого вещества опоры разрушаются и происходит падение транспортного средства на жесткое основание. Физическая модель опыта представляет собой квазиупругую механическую систему, состоящую из груза (кузов транспортного средства) и пружины (подвеска). Внешнее возмущение возникает в момент ударного сжатия пружины.

Технология испытаний транспортных средств по предлагаемому способу предполагает выполнение определенных операций и в определенной последовательности. В зависимости от выбранного режима моделируемого воздействия выбирается высота каждой опоры. Затем на каждую опору устанавливается взрывчатое вещество. Масса этого вещества определяется из условия полного или частичного разрушения опоры. В качестве материала опоры целесообразно использовать дерево, поскольку деревянная опора, с одной стороны, обеспечивает устойчивость транспортного средства в исходном положении, с другой, - легко перебивается взрывом и не дает опасных осколков при разлете.

Последовательность подрыва опор определяется выбранным режимом моделирования или воспроизведения.

Дополнительным отличительным признаком является обеспечение движения транспортного средства с ускорением, отличным от ускорения свободного падения, при частичном разрушении опор. В этом случае разрушенная частично опора обеспечивает относительно плавное движение любого из колес транспортного средства.

Процесс сложного движения транспортного средства измеряется и регистрируется соответствующей аппаратурой, в том числе видеокамерой. По результатам измерений проверяется соответствие характера движения транспортного средства заданным требованиям либо определяются характеристические показатели испытываемого транспортного средства для дальнейшего использования в расчетных моделях.

Предлагаемый способ реализован в условиях специализированного предприятия с использованием передвижного приборного сооружения типа ПАУ - 1E. При реализации этого способа моделировалась ситуация индивидуального движения каждого из колес за счет разновременности подрыва опор.

При испытаниях транспортное средство устанавливают на опорах заданной высоты. На каждой опоре размещают взрывчатое вещество и осуществляют подрыв этого взрывчатого вещества в последовательности и с разновременностью, обеспечивающей реализацию моделируемого режима воздействия. Расширяется диапазон и спектр моделируемых и воспроизводимых дорожных воздействий на транспортное средство.

Способ испытания транспортных средств, заключающийся в том, что транспортное средство поднимают на определенную высоту, вертикально перемещают вниз, используя для разгона силу земного тяготения, и производят его торможение на требуемом основании, отличающийся тем, что транспортное средство устанавливают на опорах заданной высоты, на каждой опоре размещают взрывчатое вещество и осуществляют подрыв этого взрывчатого вещества в последовательности и с разновременностью, обеспечивающей реализацию моделируемого режима воздействия.