Способ испытания транспортных средств

Способ испытания транспортных средств

Реферат

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.

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.