Введение 7
1 Состояние вопроса 8
1.1 Теоретическое исследование крутильной и изгибной жесткости 8
1.2 Стендовые испытания кузова автомобиля 11
1.2.1 Испытание несущего кузова на стенде с динамическим нагружением
1.2.2 Испытание кузова автомобиля на герметичность 13
1.3 Испытание на пассивную безопасность автомобиля 14
1.3.1 Испытание методом столкновения с неподвижным препятствием 14
1.3.2 Испытание методом наезда сзади 16
1.3.3 Испытания методом бокового удара 16
1.3.4 Испытания методом поперечного опрокидывания 17
1.3.5 Испытание на изгиб 18
1.3.6 Испытание на кручение 19
2 Конструкторская часть 23
2.1 Тягово-динамический расчет болида Formula Student 23
2.1.1 Исходные данные 23
2.1.2 Подготовительная часть тягового-динамического расчета 23
2.1.3 Внешняя скоростная характеристика (ВСХ) двигателя
2.1.4 Передаточное число главной передачи 28
2.1.5 Тяговый баланс автомобиля 29
2.1.6 Динамическая характеристика болида 31
2.1.7 Разгон автомобиля 32
2.1.8 Мощностной баланс болида 38
2.2 Анализ полученных данных 39
3 Технологическая часть 40
3.1 Технология сборки 40
3.2 Порядок проведения испытаний 43
4 Экономическое обоснование и эффективность 48
4.1 Краткая характеристика сравниваемых вариантов 48
4.2 Исходные данные на проектный расчет 48
4.3 Расчет фонда времени работы оборудования 49
4.4 Расчет технологической себестоимости оборудования 49
4.5 Расчет необходимого количества оборудования и
коэффициента его загрузки 56
4.6 Расчет прямых и сопутствующих капитальных вложений по
базовому и проектному варианту 58
4.7 Расчет технологической себестоимости эксплуатации базового и проектируемого оборудования при оказании услуг 62
4.8 Калькуляция и структура полной себестоимость эксплуатации базовой и проектируемой конструкции и цена оказания услуги 64
5 Безопасность и экологичность объекта 68
5.1 Конструктивно-технологическая и организационно¬
техническая характеристика рассматриваемого технического объекта 68
5.2 Идентификация профессиональных рисков 69
5.3 Методы и средства снижения профессиональных рисков 70
5.4 Обеспечение пожарной безопасности технического объекта 71
5.5 Обеспечение экологической безопасности рассматриваемого технологического объекта 73
Заключение 75
Список используемой литературы и используемых источников 76
Приложение А
Спецификация
Главной частью автомобиля принято считать двигатель, ходовую часть, трансмиссию, но все это крепится на несущую систему, наиболее распространенным является кузов автомобиля. Важный элемент конструкции, обеспечивающий крепление частей транспорта, размещение пассажиров и грузов в салон и принимает все нагрузки во время движения. Поэтому кузов должен соответствовать определенным требованиям качества и прочности, для этого он проходит различные статических и динамических испытаний. Одним из таких является испытание на изгиб и кручение, которые проверяют жесткость кузова.
Жесткость кузова - это свойство сопротивления нагрузкам, таким как статические и динамически, которые возникают во время эксплуатации автомобиля. С повышением жесткости улучшается управляемость и маневренность автомобиля, особенно с увеличением скорости. Так же нельзя упускать повышение комфортабельности автомобиля, за счет снижения вибрации.
Одну из главных ролей в конструкции болида играет несущая система. И крутильная жесткость одна из важных параметров этого элемента автомобиля, ведь от неё зависит управляемость автомобиля, так же степень рассогласования кинематических характеристик подвески и рулевого управления во время нагрузок при движении и поворотах. Одним из сложных элементов проектирования является компромисс между жесткостью конструкции на кручение и уменьшением массы автомобиля.
Большинство испытаний болидов на изгиб и кручение проводится в программных обеспеченьях, например, Solidwork. Но при проведении реальных испытаний на стенде получаются значения близкие к действительности. Так как стендовые опыты учитывают все характеристики готового болида, а программное обеспеченье при идеальных условиях.
Испытание на стендах является одним из самых распространенных для кузова автомобиля, его механизмов, навесных узлов и систем. Стендовые испытания делятся на два вида:
- со статическим нагружением на изгиб, кручение и оценивают прочность и жесткость кузова.
- с динамическим нагружением предназначенный для определения долговечности кузова.
В дипломной работе была произведена работа по анализу стендовых испытаний кузова автомобиля, проведен тягово-динамический расчет объекта испытаний, так же был спроектирован стенд на крутильную и изгибную жесткость для автомобилей “Formula Student”.
Проект был рассчитан с точки зрения экономической эффективности, безопасности и экологичности объекта. Проектирование и создание собственного стенда будет экономичнее и эффективнее, чем использование уже существующих вариаций других компаний, также можно убедиться в его преимуществе, относительно результатов программного обеспеченья в том, что стендовые испытания проводятся с реальным изделием, а не с проектом в идеальных условиях.
Данный проект должен помочь при испытаниях болидов, при определении жесткости рамы. В дальнейшей эксплуатации стенда возможна замена на более прочные материалы, для продолжения работы или добавления новых видов испытаний.
По итогу дипломного проекта мы получаем полностью готовый концепт стенда для испытаний на крутильную и изгибную жесткость болида, который проектировался для испытаний электроболида, но может так же адаптироваться под любой другой болид.
