Разработка методик прочностного анализа при создании новых и модернизации выпускаемых кузовов легкового и малотоннажного грузового автомобилей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.05.03, кандидат технических наук Зыков, Сергей Николаевич

• Зыков, Сергей Николаевич
• кандидат технических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат технических наук Зыков, Сергей Николаевич

ф ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ИНЖЕНЕРНОГО АНАЛИЗА КУЗОВА ЛЕГКОВОГО И МАЛОТОННАЖНОГО

ГРУЗОВОГО АВТОМОБИЛЯ.

Глава 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ПОДГОТОВКИ

ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ДАННЫХ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНОГО АНАЛИЗА.

2.1. Источники геометрических данных для инженерного анализа в условиях современного производства.

2.2. Анализ проблем и доработки трехмерной электронной геометрии деталей.

2.3. Устранение конструктивных элементов, не оказывающих значительного влияния на исследуемые характеристики детали.

2.4. Модификация участков со сложной проблемной геометрией

2.5. Структурное перестроение геометрии для улучшения формы и состава геометрических примитивов.

2.6. Сопряжение смежных геометрических примитивов. ф 2.7. Геометрическое моделирование сборок и областей контакта деталей в сборке.

Глава 3. ВИДЫ И МЕТОДЫ ИНЖЕНЕРНОГО АНАЛИЗА КУЗОВА ЛЕГКОВОГО И МАЛОТОННАЖНОГО ГРУЗОВОГО

АВТОМОБИЛЯ.

3.1. Общая схема проведения инженерного анализа кузова легкового автомобиля.

3.2. Учет условий проведения реальных испытаний деталей и конструкций при численном моделировании.

3.3. Виды конечно-элементного анализа кузова легкового и

Ф малотоннажного грузового автомобиля.

Глава 4. КОМПЛЕКСНЫЙ ИНЖЕНЕРНЫЙ АНАЛИЗ КУЗОВА ЛЕГКОВОГО И МАЛОТАНАЖНОГО ГРУЗОВОГО АВТОМОБИЛЯ.

4.1. Этапность проведения работ по подготовке электронной геометрической модели заднего крыла автомобиля ИЖ-21261 к численному моделированию процесса штамповки.

4.2. Определение частот собственных колебаний крыши автомобиля

ИЖ-21261.

4.3. Определение частот собственных колебаний оконной рамки двери автомобиля ИЖ-2126.

4.4. Статический прочностной анализ упрощенной модели кузова автомобиля ИЖ-27171.

4.5. Численное исследование пассивной безопасности кузовов автомобилей семейства ИЖ.

Глава 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка методик прочностного анализа при создании новых и модернизации выпускаемых кузовов легкового и малотоннажного грузового автомобилей»

Современный легковой автомобиль - сложное высокотехнологичное изделие с широким набором потребительских свойств. Год от года растут требование к этому транспортному средству. Привлекательный внешний вид, топливная экономичность, низкий уровень шума, хорошие тягово-скоростные качества, безопасность - вот далеко не полный их перечень. Одни требования (по экстерьеру, комфортности, технологичности изготовления, тягово-скоростным качествам и т. п.) являются корпоративными и определяются коньюктурой рынка в данной отрасли промышленности. Другие требования, относящиеся к экологической безопасности транспортных средств, безопасности водителя, пассажиров и пешеходов регулируются государственными органами и оформляются в нормативные законодательные акты. В условиях постоянно растущих скоростей и плотности движения на дорогах транспортный комплекс автомобиль-водитель-дорога должен обеспечивать максимально возможную безопасность всех участников движения.

Создание сложных технических устройств, к которым относится автомобиль, при наличии большого количества эксплутационных требований требует тщательной инженерной проработки. Инженерному анализу подвергаются практически все узлы и детали автомобиля.

С бурным развитием компьютерной техники и ее интенсивным внедрением во все отрасли промышленного производства изменилась и специфика работ конструкторов-проектировщиков, специалистов, занимающихся инженерными расчетами конструкции. Без специализированных компьютерных систем в настоящее время не обходится создание ни одного современного автомобиля. Методики проведения инженерных расчетов с применением систем компьютерной поддержки проектирования развивались параллельно с развитием самих систем. Для вновь проектируемых образцов автомобильной техники в настоящее время разработаны высокоэффективные методики, которые описаны в ряде изданий. Но наряду с созданием новых моделей легковых автомобилей у инженеров проектировщиков существует значительный пласт работ, связанных с модернизацией уже существующих конструкций. Обычно такие работы связаны с приведением конструкций в соответствие с постоянно изменяющимися потребительскими требованиями на данный вид транспортного средства. Реальностью зачастую является дефицит (или полное отсутствие) электронной геометрической информации о модернизируемых изделиях, а также отсутствие четко организованного подхода к их комплексному компьютерному инженерному анализу. Для быстрого и качественного решения инженерных задач прочностного анализа требуется разработка эффективных методик подготовки исходных данных.

В диссертационной работе исследуются варианты формирования исходных данных задач по прочностному исследованию модернизируемых деталей кузова легкового и малотоннажного грузового автомобилей. Разрабатываются методики прочностного анализа, базирующийся на современных компьютерных системах и технологиях. Приведены примеры применения данного метода в условиях реального автомобильного производства.

Кратко основную цель диссертационной работы можно сформулировать следующим образом: разработка методик прочностного анализа при создании новых и модернизации выпускаемых кузовов легкового и малотоннажного грузового автомобилей.

В период 2000-2005 г.г. автор диссертации принимал участие в работах по модернизации кузовов автомобилей семейства «ИЖ». Разработанные методики были применены и показали свою эффективность при инженерном анализе передней части кузова автомобиля ИЖ-2126 (работы по повышению энергопоглащающей способности), передней боковой двери автомобиля ИЖ-2126 (анализ деформационной стойкости), крыши автомобиля ИЖ-21261 (анализ устойчивости к пограничному внешнему воздействию) и др.

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались: on the 21st CAD-FEM Users' Meeting 2003 International Congress on FEM Technology (Potsdam, Germany, 2003 y.); on the XII International Confererce of aerophisical research (Novosibirsk, 2004 у.); на VI Всероссийской научно-технической конференции «Новые информационные технологии» (Москва,

2003 г.); на XX юбилейном международном семинаре по струйным, отрывным и нестационарным течениям (Санкт-Петербург, 2004 г.); на Третьей, Четвертой и Пятой конференции пользователей программного обеспечения CAD-FEM GmbH (Москва, 2003, 2004, 2005 г.г.); на III Международной конференции «Математическое моделирование в образовании, науке и производстве 2003» (Тирасполь, 2003 г.); на II Всероссийской конференции «Прогрессивные технологии в обучении и производстве» (Камышин, 2003 г.); на Международной научно-технической конференция «Современные информационные технологии» (Пенза, 2003 г.); на Региональной научно-технической конференции «Экологическая и эксплуатационная безопасность подвижных транспортных средств» (Чайковский, 2004 г.); на Всероссийской конференции с участием стран СНГ «Современные проблемы машиностроения и транспорта» (Ульяновск, 2003 г.); на 3-й Международной научно-практической конференции «Конкуренция и конкурентоспособность. Организация производства конкурентоспособной продукции» (Новочеркаск,

2004 г.); на Международной научно-технической конференция «Современные информационные технологии» (Пенза, 2004 г.); на Ежегодной XVII Международной Интернет-конференция молодых ученых и студентов по современным проблемам машиноведения (Москва, 2005 г.); на Международном научном симпозиуме, посвященном 175-летию МГТУ им. Н.Э. Баумана (Москва, 2005 г.); на Международном научном симпозиуме, посвященном 140-летию МГТУ «МАМИ» (Москва, 2005 г.); на 53-ей Международной научно-технической конференции Ассоциации автомобильных инженеров «Проблемы и перспективы автомобилестроения в России» (Ижевск, 2006 г.).

Диссертация неоднократно докладывалась и обсуждалась на кафедре ИжГТУ «Автомобили и металлообрабатывающее оборудование», на кафедре

УдГУ «Дизайн промышленных изделий», а также на научно-технических совещаниях в Управлении главного конструктора и в отделе компьютерных систем и технологий ОАО «ИжАвто».

По теме диссертации опубликовано 31 научная статья; 1 тезис доклада; выпущено 2 отчета о научно-исследовательской работе, выполненной в соответствии с подпрограммой "Транспорт" научно-технической программы Минобразования РФ "Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники".

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения и выводов, списка литературы (126 наименований). Общее количество страниц в диссертационной работе 158. Основная часть содержит 158 страниц текста, в том числе 76 рисунков и 9 таблиц.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Зыков, Сергей Николаевич, 2006 год

1. Создание/доработка электронной геометрии деталей

2. Устранение конструктивных элементов, не оказывающих существенного влияния на исследуемые характеристики детали

3. Модификация/перестроение участков со сложной проблемной геометрией

4. Структурное перестроение геометрии с целью улучшения формы и состава геометрических примитивов