Расчетное исследование прочности композитного обода колеса



Цитировать

Полный текст

Аннотация

Целью работы является уменьшение неподрессоренной массы, момента инерции колеса гоночного автомобиля при сохранении необходимой прочности за счет применения композиционных материалов в его конструкции. В настоящее время композитные материалы получили широкое распространение в качестве конструкционных материалов в узлах и агрегатах автомобиля. В частности, применение современных композитных материалов в элементах трансмиссии автомобиля, таких как приводные валы, полуоси или колеса, позволяет существенно улучшить характеристики колесной машины: снизить полную и неподрессоренную массу. Из современных композитных материалов можно выделить полимерные композитные материалы, имеющие в качестве армирующего элемента углеродные волокна, обладающие малой плотностью, и наилучшим образом сочетающие высокий уровень удельной прочности с технологичностью изготовления изделий. Объектом исследования является колесо гоночного автомобиля класса «Формула студент». Предметом исследования является применение композиционных материалов в конструкциях подобных колес, а также расчетная оценка прочности колеса при его изготовлении из композитных материалов. Регламент соревнований допускает большую свободу в выборе конструкции колеса. Расчетная оценка прочности проведена методом конечных элементов, для этого разработана оригинальная конечно-элементная модель колеса с учетом анизотропных свойств армированных материалов. Численное исследование прочности выбранной конструкции показало, что обод из композиционного материала обладает избыточным запасом прочности при расчетных нагрузках. Предложенное конструкторское решение позволяет уменьшить массу колеса на 33% (до 1,68 кг) по сравнению с целиковым колесом из магниевых сплавов (2,5 кг).

Об авторах

А. А Больших

МГТУ им. Н.Э. Баумана

Email: bolshikh@baumanracing.ru

Д. С Вдовин

МГТУ им. Н.Э. Баумана

к.т.н.

Г. П Еремин

МГТУ им. Н.Э. Баумана

к.т.н.

Список литературы

  1. Афанасьев Б.А., Даштиев И.З. Проектирование элементов автомобиля из полимерных композиционных материалов / Под ред. Б.А. Афанасьева. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006. 92 с.
  2. The Tire and Rim Association. (2006). 2006 Year Book - Rim Sections. The Tire and Rim Association.
  3. K. Yay and I. Ereke. Fatigue Strength of a Rim Model with FEM Using a New Approximation Technique // SAE technical paper 2001-01-3339.
  4. Васильев В. В. Механика конструкций из композиционных материалов. М.: Машиностроение, 1988. 272 с.
  5. Афанасьев и др. Проектирование полноприводных колесных машин: в 3 т. Т. 3 / Под общ. ред. А.А. Полунгяна. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008. 432 с.
  6. Расчет и экспериментальное исследование напряженно-деформированного состояния автомобильных колес на статическую нагрузку / Под ред. И.В. Демьянушко, Е.М. Логнова, В.В. Мироновой. М.: Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ), 2014. 48 с.
  7. Ларин В.В. Теория движения полноприводных колесных машин. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2010. 391 с.
  8. Гончаров П.С., Артамонов И.А., Халитов Т.Ф., Динисихин С.В., Сотник Д.Е. NX Advanced Simulation. Инженерный анализ. М.:ДМК Пресс, 2012. 504 с.
  9. Theander A. Design of a Suspension for a Formula Student Race Car. 2004. 74 р.
  10. Васильев В.В. и др. Композиционные материалы: справочник / Под ред. В.В. Васильева, Ю.М. Тарнопольского. М.: Машиностроение, 1990. 512 с.
  11. Kaw A. K. Mechanics of composite materials. Boca Raton (Florida): Taylor & Francis Group, 2006. 457 p.
  12. Pedro P. Camanho Failure criteria for fibre-reinforced polymer composites. Режим доступа: http://paginas.fe.up.pt/~stpinho/teaching/feup/y0506/fcriteria.pdf (Дата обращения 22.08.17).
  13. Соломатин Н.С. Испытания узлов, агрегатов и систем автомобиля. Тольятти: Изд-во ТГУ, 2013. 142 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Больших А.А., Вдовин Д.С., Еремин Г.П., 2018

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».