Пасивна безпека та міцність пасажирських сидінь автобусів

Abstract

У дисертаційній роботі вирішено науково-практичне завдання щодо забезпечення міцності автобусних пасажирських сидінь у великогабаритних колісних транспортних засобах (КТЗ) згідно з нормативними вимогами пасивної безпеки. Розроблено просторову твердотілу комп'ютерну модель пасажирського двомісного сидіння для великогабаритних КТЗ, яка дозволяє дослідити міцність конструкції, величини залишкових деформацій пасажирських сидінь після ДТП, рівень напружень та сповільнень у контрольних точках каркаса; дати загальну оцінку напружено-деформованого стану пасажирського сидіння, основи та кріплень. Для автобусів з класичною компоновкою, типу Low-entry та Low-floor проведено розрахунок на міцність різних моделей пасажирських двомісних сидінь: з центральним розміщенням стійки основи; з вертикально розміщеним збоку та між сидіннями поручнем; з консольним кріпленням основи до боковини автобуса. На основі аналізу комп’ютерних моделей каркасів сидінь виявлено характерні особливості поведінки елементів кріплення основ сидінь до підлоги та до боковини кузова автобуса; встановлено залежність напружень та деформацій у контрольних точках (на висоті 0,55 м та 0,8 м відносно базової поверхні) від форми стійки основи сидіння, сортаменту труб каркаса та типу основ і кріплень. Встановлено, що перерозподіл по площині прикладання навантажень від 30 % до 70% згідно методики статичних випробувань Правил ЄЕК ООН № 80 змінює величини залишкових деформацій до 15 %, а при збільшенні навантаження на 50 % залишкові деформації складають 96 % від максимально допустимих. Експериментальні дослідження пасажирських автобусних сидінь, основ та їх кріплень на відповідність Правилам ЄЕК ООН № 80 підтвердили адекватність комп’ютерного моделювання залишкових деформацій пасажирських сидінь при їх перевірці на міцність згідно єдиних технічних приписів щодо офіційного затвердження сидінь пасажирських КТЗ. Впровадження результатів дисертаційної роботи дозволило отримати економічний ефект і знаходить використання у процесі проектування та модернізації пасажирських сидінь, основ і їх кріплень у великогабаритних автобусах. В диссертационной работе решена научно-практическая задача обеспечения прочности автобусных пассажирских сидений в крупногабаритных колесных транспортных средствах (КТС) при соблюдении нормативных требований пассивной безопасности. Разработана пространственная твердотелая компьютерная модель пассажирского двухместного сиденья для крупногабаритных КТС, которая позволяет исследовать прочность конструкции, остаточные деформации пассажирских сидений после ДТП, уровень напряжений и замедлений в контрольных точках каркаса; дать общую оценку напряженно-деформированного состояния пассажирского сиденья, основания и креплений. Для автобусов с классической компоновкой, типа Low-entry и Low-floor проведен расчет на прочность различных моделей пассажирских двухместных сидений: с центральным размещением стойки основания, вертикально розмещенным сбоку и между сиденьями поручнем, консольным креплением основания к боковине автобуса. На основании анализа компьютерных моделей каркасов сидений выявлены характерные особенности поведения элементов крепления оснований сидений к полу и к боковине кузова автобуса. Установлена зависимость напряжений и деформаций в контрольных точках (на высоте 0,55 м и 0,8 м относительно базовой поверхности) от формы стойки основания сиденья, сортамента труб каркаса, типа оснований и их креплений. Установлено, что перераспределение по плоскости приложения нагрузок от 30 % до 70 %, согласно методики статических испытаний Правил ЕЭК ООН № 80, меняет величины остаточных деформаций до 15 %, а при увеличении нагрузки на 50 % остаточные деформации увеличиваются до 96 % от максимально допустимых. Экспериментальные исследования пассажирских автобусных сидений, оснований и их креплений на соответствие Правилам ЕЭК ООН № 80 подтвердили адекватность компьютерного моделирования остаточных деформаций пассажирских сидений при их проверке на прочность согласно единых технических предписаний, касающихся официального утверждения сидений пассажирских транспортных средств. Іn the thesis resolved theoretical and practical problems of passive safety at bus passenger seat in large-wheeled vehicles and regulatory requirements of their strength. The dimensional solid model of a passenger double seat for large wheeled vehicles was developed. It allows to determine the integrity of their designs, the residual deformation of passenger seats after an accident, the level of stress at delayed-control points in the frame, an overall assessment of the stress-strain state of the passenger seat, base and their fasteners. For buses of classic type, Low-entry and Low-floor was calculated the strength of passenger double seats with central located base, railings vertically placed between the seats and on the side, console mounted base to the side of the bus. Based on the analysis of computer models of seat frame revealed the characteristic features of the behavior of elements of base fixed down to the floor and to the body side of the bus. The dependence of the stress and strain at the control points (at a height of 0,55 m and 0,8 m relative to the reference surface) on the shape of the seat base stand, frame tubes range and type of foundations and their mounts. It is set the dependence stresses and strains in the control points (at a height of 0,55 m and 0,8 m of the base surface) on the shape of the rack of bases, tube frame assortments and type of base and their anchorages. It was established that the redistribution at the plane of load 30 % to 70 % according to the static tests UNECE Regulation number 80 change the value of the residual strains up to 15 %, while increasing the load by 50 % strain increased residual deformation to 96 % of the maximum allowable. Experimental researches of passenger seats, their anchorages and bases for compliance with Regulation R 80 UNECE confirmed the adequacy of computer simulation of residual strains of passenger seat at approval their strength under uniform technical prescriptions.