Способ испытания транспортного средства на ударную нагрузку Советский патент 1992 года по МПК G01M7/00 G01M17/00 

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к способам испытания изделий, например транспортных средств, на воздействие ударных нагрузок, возникающих при авариях (столкновении транспортного средства с преградой, падениях и опрокидываниях). Известны способы испытания, согласно которым ударное на- гружение на испытуемый объект создают путем соударения подвижной и неподвижной частей испытательной установки. Причем, если испытуемое транспортное средство обладает значительными весога- баритными характеристиками, то подвижной частью испытательной установки.может являться транспортное средство.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ, согласно которому для формирования ударной нагрузки испытуемый объект разгоняют до требуемой скорости, а затем тормозят его движение с помощью неподвижной преграды.

Очевидно, что в процессе разгона на испытуемый объект действует перегрузка, которая в зависимости от длины пути разгона и требуемой скорости соударения может быть весьма значительной и вносить нежелательные искажения в результаты испытания. Поэтому при испытаниях вводится ограничение величины перегрузки на этапе разгона. Как правило, она не должна превышать 10% от максимального значения перегрузки торможения, воспроизводимой при соударении с преградой. Вследствие указанного ограничения по величине допустиviсо

CJ

чэ со

00

мой перегрузки, а также ограниченной удельной мощности двигателей разгонного механизма, длина разгонной трассы, необходимая для создания требуемой скорости соударения с преградой, может иметь зна- чительную протяженность. Так, для достижения скорости соударения порядка 100 км/ч длина пути разгона для тяжелого авто- мобителя составляет не менее 500 м, а для железнодорожного транспорта до 2 км. Та- ким образом, основным недостатком способа-прототипа является неэффективность использования испытательного оборудования, обусловленная значительной сложностью создания условий соударения при испытании транспортного средства, адекватных эксплуатационным (аварийным) ситуациям.

Целью настоящего изобретения является повышение эффективности за счет упро- щения условий испытания снижением скорости разгона испытуемого транспортного средства по сравнению с эксплуатационной.

Указанная цель достигается тем, что ма- ломасштабную модель транспортного средства разгоняют до эксплуатационной скорости и измеряют максимальную величину давления Fmax на модель при ударе о реальную преграду. Испытываемое транс- портное средство разгоняют до скорости V соударения, требуемое значение которой определяют по формуле V Fmax/C p. Измеряют прочностные характеристики испытываемого транспортного средства при ударе о модель преграды, выполненной из материала, для которого известные значения плотности р и скорости С распространения звука превышают соответствующие параметры материала реальной преграды.

Сущность предлагаемого способа заключается в имитации реальной преграды ее моделью, обладающей такими физико- техническими характеристиками, которые позволяют при испытании транспортного средства создать величину давления адекватную реальной ударной нагрузке, но при упрощенных, по сравнению с эксплуатационными, условиями испытания. При этом испытания проводят в два этапа. На первом этапе с помощью маломасштабной модели предварительно определяют характеристики ударного процесса, в частности максимальную величину давления Fmax, воздействующего на транспортное средст- во в зоне его контакта с преградой. На втором этапе проводят собственно испытания транспортного средства, которое разгоняют до скорости соударения с моделью преграды существенно меньшей по сравнению с эксплуатационной скоростью.

Совокупность предложенных операций, режимы и последовательность их выполнения обеспечивают достижение положительного эффекта и не применяются ни в одном из известных способов испытаний на ударную нагрузку. Таким образом, данное техническое решение обладает существенным отличием от известных.

Способ может быть реализован следующим образом. Маломасштабную модель транспортного средства выполняют из материалов, идущих на изготовление реального объекта. При этом моделируют основные (характерные) детали корпуса транспортного средства, но с обязательным использованием критериев подобия по массе и габаритам. Маломасштабную модель разгоняют до эксплуатационной скорости с помощью ударного стенда с принудительным разгоном, например, типа lmpac-99.

Модель соударяют с преградой, выполненной из материала реальной преграды, например, песка, глины, бетона и т.п. Для измерения параметров удара используют пьезодатчик или акселерометр и пред- усилитель, которые устанавливают внутри модели, проводную линию связи и запоминающий осциллограф. При соударении на экране осциллографа регистрируют эпюру ударного импульса, по которой измеряют его длительность и максимальную величину давления Fmax. Для контроля скорости VM соударения модели с преградой используют оптический датчик. По измеренным значениям Fmax и VM определяют произведение См /Эм параметров, характеризующих материал реальной преграды. Например, для песчаника См-рм 1,210 кг/м2..с. Подбирают материал для модели преграды, у которого произведение плотности р и скорости С распространения звука превышает найденное по результатам моделирований значение. Так, например, если выбирают углеродистую сталь, имеющую параметры кг/м3иС 6100м/с.тоих произведение будет равно ,8х хЮ7 кг/м2-с. Иначе говоря, отношение С-/Э/См рм А, что позволяет снизить требуемую скорость V соударения транспортного средства с моделью преграды при испытании по сравнению с эксплуатационной скоростью в 4 раза.

Далее из выбранного материала изготавливают модель преграды. При этом ее конфигурация и размеры соответствуют реальной преграде. Чтобы обеспечить необходимую длительность ударного импульса

модель преграды снабжают тормозным устройством, например, пружинного, гидравлического или пневматического типа. При испытании транспортное средство с помощью собственного двигателя разгоняют до расчетной скорости V, которая обеспечивает при столкновении с моделью преграды такую величину давления, амплитудное значение которого равно соответствующему параметру при столкновении с реальной преградой. Воздействие ударной нагрузки на транспортное средство измеряют с помощью пьезодатчиков, установленных в нескольких наиболее критичных точках испытуемого объекта. При этом используют многоканальные цифровые регистраторы, обеспечивающие возможность проводить частотный анализ конструкции транспортного средства и другие виды автоматизированной обработки результатов испытания. Достоинством предлагаемого изобретения является значительное повышение эффективности испытаний и упрощение его условий, что выражается в уменьшении требуемой скорости и дистанции разгона транспортного средства. Так, для рассмотренного выше примера, скорость соударения может быть уменьшена в 4 раза, а при условии равномерно-ускоренного движе0

5

0

5

0

ния транспортного средства, дистанция разгона уменьшается в 16 раз.

Формула изобретения Способ испытания транспортного средства на ударную нагрузку, заключающийся в разгоне испытываемого транспортного средства до требуемой скорости и последующем торможении его движения с помощью неподвижной преграды, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности за счет упрощения условий испытания снижением скорости разгона испытываемого транспортного средства по сравнению с эксплуатационной, маломасш- табную модель транспортного средства разгоняют до эксплуатационной скорости и измеряют максимальную величину давления Fmax на модель при ударе о реальную преграду, а испытываемое транспортное средство разгоняют до скорости V соударения, требуемое значение которой определяют по формуле V Fmax/p С и измеряют прочностные характеристики испытываемого транспортного средства при ударе о модель преграды из материала, для которого известные значения плотности/5 и скорости С распространения звука превышают соответствующие параметры материала реальной преграды.

Изобретение относится к испытаниям и измерениям в машиностроении, в частности в транспортном машиностроении.. Целью изобретения является повышение эффективности за счет упрощения условий испытания снижением ско рости разгона испытываемого транспортного средства по сравнению с эксплуатационной. Это достигается тем, что предварительно маломасштабную модель транспортного средства разгоняют до эксплуатационной скорости и измеряется амплитуда давления, воздействующего на модель при ударе о реальную преграду. Затем выполняется модель преграды из материала, для которого значения плотности ри скорости С распространения звука превышают соответствующие параметры материала реальной преграды. При испытаниях реальное транспортное средство разгоняется до скорости V соударения, требуемое значение которой определяется по формуле V Fmax/ р С, и измеряются прочностные характеристики транспортного средства при ударе о модель преграды. (Л С