Виртуальные испытания модели изд. на прочность и жесткость

Виртуальные испытания сидений
на прочность и жесткость.
2012 год
Целевые значения
•
Максимальное смещение точки приложения силы в 1000 Н на высоте 750 мм,
измеренное в горизонтальной плоскости, проходящей через среднюю
плоскость сидения не превышает 400 мм.
•
Максимальное смещение центральной точки приложения этой силы составляет
не менее 100 мм.
•
Максимальное смещение центральной точки приложения силы в 2000 Н на
высоте 500 мм, составляет не менее 50 мм.
•
Во время испытаний не должно происходить разъединение ни одной из частей
сиденья, креплений сидений или дополнительного оборудования. В ходе всего
испытания сиденье прочно удерживается на месте, даже если один или
несколько элементов его крепления частично разъединяются, а все
фиксирующие системы остаются заблокированными.
•
После испытаний ни один элемент структуры сиденья или дополнительного
оборудования не имеет трещин, открытых изломов, острых углов или ребер,
способных причинить телесные повреждения.
Описание конструкции и расчетной модели
Поручень (ПА СВ30 3М)
Крышка (АБС 2020)
Демпфер (ПА СВ30 3М)
Оснастка
(сталь)
Кронштейн (сталь)
Фанер 12мм
Корпус
(полиамид ПА СВ30 3М)
Рисунок 1. Конструкция сидения и состав расчетной модели.
Материал
Таблица 1. Характеристика материала
Узел
(деталь)
Материал
Предел
текучес
ти
Предел
прочности
Коэффициент
Е
т
9500 МПа
-
235 МПа
0,3
1,42 г/см3
68 МПа
0,3
1,05 г/см3
Модуль
упругости
в
Пуассона

Плотность

Корпус
Демпфер
Поручень
Полиамид
стеклонаполненный
Задняя
крышка
АБС 2020
1760 МПа
-
Основания
подушек
Фанера (12 мм)
10000 МПа
-
650 МПа
0,28
1,05 г/см3
Кронштейн
Оснастка
Сталь
220000 МПа
195 МПа
320 МПа
0,3
7,8 г/см3
ПА СВ30 3М
Граничные условия
Закрепление и нагрузка
•
•
•
•
•
Корпус сидения крепился в шести точках к кронштейну.
Кронштейн закреплялся по своим штатным местам.
К цилиндрическим элементам оснастки прикладывалась регламентируемая нагрузка:
1000 Н к верхнему полуцилиндру, 2000 Н – к нижнему.
Нагружатели ограничивались по всем перемещениям кроме поступательного.
Между деталями сидения и нагружателями оснастки объявлялся контакт.
Рисунок 2. Граничные условия
Результаты испытаний
• Перемещение в точке приложения силы 1000 Н составило 16
мм.
• Перемещение в точке приложения силы 2000 Н – 9,4 мм (см.
рисунок 3).
•
Максимальные напряжения в конструкции корпуса сиденья
(основание спинки) не превышают 32 ÷ 68 МПа (как показано на
рисунке) – см. рисунок 3.
• Для выявления потенциально слабых мест конструкции
сиденья было заблокировано поступательное перемещение
свободного конца кронштейна. Перемещение составило 7,3 –
7,5 мм, по силам соответственно (см. рисунок 4).
• Напряжения не превысили 32 МПа (см. рисунок 4).
Результаты испытаний
(в соответствии с правилом №80)
16 мм
68 МПа
32 МПа
9,4 мм
Рисунок 3. Напряженно-деформированное состояние сидений при стандартном испытании.
Результаты испытаний
(дополнительные тестовые испытания)
7,3 мм
7,5 мм
34,6 МПа
Рисунок 4. Напряженно-деформированное состояние сидений при дополнительном испытании.
Выводы.
•
Проведенные виртуальные испытания сидений на прочность и
жесткость показали, что перемещения сидения с элементом его
крепления не превышает 16 мм по точке приложения верхней силы в
1000 Н и 9,4 мм для силы 2000 Н. Это выполняет первое требование:
не более 400 мм, но не выполняется второе требование по обеим
силам: не менее 100 мм (и 50 мм, соответственно).
•
При поведении испытаний не возникают напряжения превышающие
предел прочности материала и как следствие нет вероятности
разрушения элементов конструкции.
•
Расчет для выявления потенциально опасных мест конструкции
показал, что таковым местом является основание спинки сидения.
Как следствие будет нагружаться и задний ряд зоны крепления
сидений.