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-21 261 (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 докладавыпущено 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.

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.