Дослідження напружено-деформованого стану дна кузова напівпричепа вантажного автомобіля

Abstract

У статті наведено нові високоефективні конструкції вантажних автомобілів, що максимально пристосовані для перевезення певних видів вантажів і до конкретних умов експлуатації. Стаття присвячена удосконаленню тєхнології проєктування несучих конструкцій кузовів вантажних автомобілів. Виконано огляд і аналіз сучасного стану теорії математичного програмування та оптимального проектування. Запропонована чисельна процедура оптимізації несучих конструкцій кузовів вантажних автомобілів. Проведено дослідження впливу геометричних параметрів елементів дна кузова на його напружено деформований стан (НДС) вантажного автомобіля із загальним застосуванням методів комп’ютерного моделювання. Дослідження проводились засобами інженерного аналізу Simulation спеціалізованого програмного комплексу SolidWorks на розробленій CAD–моделі кузова напівпричепа вантажного автомобіля. Проведено аналіз зміни параметрів НДС при зміні геометричних параметрів елементів дна кузова. Досліджено характер зміни статичного напруження та переміщення залежно від зміни пропорцій поперечного перетину швелера при фіксованих геометричних розмірах заготовки й товщини заготовки та матеріалу дна кузова. За результатами досліджень побудовано графічні залежності зміни статичного напруження, переміщення та коефіцієнта запасу міцності від ширини полки та товщини швелера; залежність статичних напружень у швелері від товщини стінки швелера та товщини листа дна кузова. Отримано рівняння, що описує характер зміни напружень у швелерах дна кузова напівпричепа. Результати проведених досліджень щодо удосконалення конструкції кузова вантажного автомобіля є основою для прийняття інженерних рішень з удосконалення конструкції дна кузова напівпричепа вантажного автомобіля, що дозволяє максимізувати вантажопідйомність та покращити міцність, зменшити вагу та продовжити експлуатаційний ресурс, а також підтримувати технічний ресурс напівпричепа за наявного ремонтної бази.

The article contains new high-performance truck designs best suited for the transportation of certain goods types and for specific operating conditions. The article is devoted to the improvement of the designing technology of load-bearing structures of truck bodies. A review and analysis of the current state of the theory of mathematical programming and optimal design have been carried out. A numerical procedure for optimizing the load-bearing structures of truck bodies has been proposed. The influence of the truck body bottom elements geometric parameters on its stress-strain state (SSS) has been investigated with the general application of computer modeling methods. The research was carried out by the module Simulation engineering analysis tools of the specialized software SolidWorks on the developed CAD - model of the truck semi - trailer body. The analysis of a change of the stress-strain state parameters at a change of body bottom elements geometrical parameters has been conducted. The nature of static stress and displacement change depending on a change of channel cross section proportions at the fixed geometrical sizes and thickness of a blank and material of a body bottom has been investigated. On the basis of the research results, the graphical dependences of the static stress change, displacement and safety factor (FOS) on the shelf width and channel thickness, as well as the dependence of static stresses in the channel on the channel wall thickness and body bottom sheet thickness are being constructed. An equation that describes the nature of the static stress change in the channels of the body semi-trailer bottom has been obtained. The results of research on improving the design of the truck body provide the basis for engineering solutions to improve the design of the semi-trailer body bottom, which allows to maximize load capacity and improve strength, reduce weight and extend service life, and maintain the technical resource.