CC BY
29
4. Покрас, С. И. Ультразвуковая расходометрия: дорогая экзотика или современный метод измерения? / С. И. Покрас, А. И. Покрас, И. А. Гришанова // Новости теплоснабжения. - 2005. - № 6. - С. 21-26.
5. НПО «Карат». Измерение расхода жидкости: сравнительный анализ методов. -URL: http://www.karat-npo.com
6. Гришанова, И. А. Накладные и врезные расходомеры в коммерческом учете: желаемое или действительное. - URL: http://www.teplopunkt.ru
УДК 614.862
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ И КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПАССИВНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ЛЕГКОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ
Р. А. Земсков, Ю. И. Паркина
В статье определены требуемые описательные возможности и иерархия математической модели ремней безопасности как сложной пиротехнической системы, включающей математические модели ремня безопасности, втягивающей катушки, натяжителя ремня безопасности и ограничителя усилия.
In article demanded descriptive possibilities and hierarchy of mathematical model of seat belts as the difficult pyrotechnic system, including mathematical models of safety belt, pull-in coil, pretensioner and force-limiting device.
Современной тенденцией развития автомобильного транспорта является оснащение легковых автомобилей эффективной системой обеспечения пассивной безопасности. Это вызвано значительным обострением проблемы аварийности, обусловленной увеличением средней скорости движения автомобилей, быстрым ростом их общего количества и недостаточным развитием автомобильных дорог и магистралей. Последнее приводит к необходимости разработки новых технических систем для снижения тяжести травмирования участников дорожного движения и минимизации числа смертельных исходов при дорожно-транспортных происшествиях (ДТП). Гибель людей при ДТП или получение ими инвалидности вследствие получения травм различной степени тяжести негативно влияет на демографическую и экономическую ситуацию в стране в целом.
В Российской Федерации для улучшения ситуации на автомобильных дорогах распоряжением Правительства РФ от 17 октября 2005 г. № 1707-р была принята Федеральная целевая программа «Повышение безопасности дорожного движения в 2006-2012 годах». Целью Программы является сокращение к 2012 г. по сравнению с 2004 г. в 1,5 раза количества лиц, погибших в результате дорожно-транспортных происшествий, и на 10 % количества дорожно-транспортных происшествий с пострадавшими.
Причиной ДТП часто является несоответствие одного из элементов системы «человек-автомобиль-дорога-среда» остальным составляющим. Из всех элементов этой системы наибольшей потенциальной опасностью об-
ладает автомобиль, который в силу своей подвижности представляет собой источник повышенной опасности.
Легковой автомобиль должен удовлетворять требованиям, предъявляемым к системе обеспечения пассивной безопасности в целом и требованиям к ее отдельным элементам, которые определены в Правилах ЕЭК ООН, стандартах ISO, правилах дорожного движения, государственных стандартах.
В состав современных систем обеспечения пассивной безопасности входят ремни безопасности с преднатяжителем и ограничителем усилия, подушки безопасности, активные подголовники, дуги безопасности, подлокотники, детские кресла безопасности и другие элементы.
Современные ремни безопасности представляют собой высокотехнологичные устройства, состоящие из собственно ремней безопасности, втягивающих катушек, натяжителей ремней безопасности, ограничителей усилия натяжения ремней безопасности, пряжек и застежек, блока управления и датчиков. Ремни безопасности являются элементом общей системы пассивной безопасности автомобиля. Наибольшее распространение в современных моделях легковых автомобилей получили трехточечные диагонально-поясные ремни безопасности с втягивающими катушками, пиротехническими натяжи-телями и ограничителями усилия натяжения. Комплектация автомобиля ремнями безопасности является обязательным требованием пассивной безопасности (ГОСТ Р 51709-2001, с изм. № 1) [1].
Данные многочисленных исследований [2] свидетельствуют, что правильное использование ремней безопасности уменьшает число травм на 60-75 %, применение ремней более чем в 2 раза уменьшает тяжесть последствий ДТП и в 50-70 случаях из 100 предотвращает тяжелые ранения.
В последнее время математические методы прогнозирования поведения автомобиля в различных видах ДТП занимают все больше времени в объеме, отведенном на разработку автомобиля. Мировые автопроизводители имеют в своем арсенале мощнейшие компьютерные средства для дополнения натурных экспериментов виртуальными испытаниями. Использование такого рода программ позволяет также снизить затраты на проведение испытаний как отдельных узлов автомобиля, так и краш-тестов автомобиля в целом. Стоимость одного краш-теста автомобиля составляет 150-200 тысяч долларов, опытного образца автомобиля до 2 млн долларов, виртуальный краш-тест стоит 5-7 тысяч долларов. При разработке новой модели автомобиля производители проводят 150-200 виртуальных краш-тестов и 5-6 реальных.
Анализ конструктивных особенностей ремней безопасности с пиротехническими натяжителями, входящими в состав современных систем обеспечения пассивной безопасности легковых автомобилей, позволил классифицировать их математические модели. В основу классификации положены описательные возможности математических моделей элементов рассматриваемой пиротехнической системы. Выделено пять типов математических моделей ремней безопасности. Описательные возможности математических моделей каждого типа представлены в табл. 1 (символ «+» означает, что соответствующая возможность реализована в данном типе математических моделей, а символ «-» означает, что данная возможность не реализована).
Таблица 1
Классификация математических моделей специальных удерживающих устройств
Описательные возможности математических моделей элементов системы Тип математической модели
тип 1 тип 2 тип 3 тип 4 тип 5
Модель ремня безопасности
1. Нелинейное сопротивление растяжению с совпадающими кривыми нагружения и разгрузки - - - - -
2. Нелинейное сопротивление растяжению с различными кривыми нагружения и разгрузки + + + + +
Модель втягивающей катушки
3. Нелинейное сопротивление вытягиванию ремня с одинаковыми кривыми нагружения и разгрузки + - - - -
4. Нелинейное сопротивление вытягиванию ремня с различными кривыми нагружения и разгрузки - + + + +
Модель натяжителя
5. Усилие втягивания является функцией времени - + + + +
6. Усилие втягивания является функцией длины втягивания ремня + - - - -
Модель ограничителя усилия
7. Ограничение усилия не сопровождается вытягиванием ремня из втягивающей катушки Ограничитель отсутствует Ограничитель отсутствует + + +
8. Ограничение усилия сопровождается соответствующим вытягиванием ремня из втягивающей катушки - - -
Вычисление момента блокирования втягивающей катушки
9. По условию равенства усилия вытягивания ремня вытягивающей катушкой и усилия на ремень со стороны натяжителя По сигналу от датчиков + По сигналу от датчиков - -
10. По условию изменения направления движения ремня от втягивания к вытягиванию - + +
Вычисление усилия сопротивления вытягиванию при срабатывании натяжителя
11. Суммирование усилий создаваемых втягивающей катушки и преднатяжителя Используется кривая нагружения - - - -
12. Использование максимального усилия из создаваемых втягивающей катушкой и натяжителем + + + -
13. Использование максимального значения из создаваемых втягивающей катушкой и преднатяжителем до блокирования катушки и суммы усилий, создаваемых втягивающей катушкой и преднатяжителем после блокирования катушки - - - +
Сопоставление результатов компьютерного моделирования процесса функционирования ремней безопасности в составе системы пассивной безопасности легкового автомобиля при фронтальном столкновении с непо-
движным препятствием с результатами испытаний легковых автомобилей в соответствующих условиях показало, что качественное соответствие между ними имеет место при использовании всех перечисленных типов моделей ремней безопасности. Лучшее количественное соответствие результатов компьютерного моделирования и экспериментов достигнуто при использовании математических моделей пятого типа.
Таким образом, в результате изучения конструктивных особенностей современных систем обеспечения пассивной безопасности легковых автомобилей:
- определены требуемые описательные возможности и иерархия математической модели ремней безопасности как сложной пиротехнической системы, включающая математические модели ремня безопасности, втягивающей катушки, натяжителя ремня безопасности и ограничителя усилия;
- предложена классификация математических моделей ремней безопасности по описательным возможностям математических моделей элементов системы. Выделено пять типов моделей.
Список литературы
1. Гудков, В. А. Безопасность транспортных средств / В. А. Гудков, Ю. Я. Комаров, А. И. Рябчинский, В. Н. Федотов. - М. : Горячая линия «Телеком», 2010. - 431 с.
2. Афанасьев, Л. Л. Конструктивная безопасность автомобилей / Л. Л. Афанасьев, А. Б. Дьяков, В. А. Илларионов. - М. : Машиностроение, 1983. - 215 с.
УДК 621.9.042
ВЛИЯНИЕ СООТНОШЕНИЯ НАСЫПНОЙ ПЛОТНОСТИ ДЕТАЛИ И ШЛИФОВАЛЬНОГО МАТЕРИАЛА НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОБЪЕМНОЙ ОБРАБОТКИ В КОНТЕЙНЕРАХ С ПЛАНЕТАРНЫМ ВРАЩЕНИЕМ
Д. Ю. Комаров
В статье рассматривается влияние соотношения насыпной плотности детали и шлифовального материала на эффективность объемной обработки пустотелых деталей из труднообрабатываемых сплавов и сталей. Приведены результаты экспериментальных исследований и рекомендации по обработке исследуемых материалов.
The article examines the impact of the ratio of the apparent density and grinding material on the effectiveness of cubic mode of hollow details from tough alloys and steels. Results of experimental studies and recommendations on processing of investigated materials are considered.
Для предприятий, изготавливающих пустотелые детали небольших размеров, актуальна отделочно-зачистная обработка деталей сложной формы с невысокой объемной плотностью. Подготовка поверхностей таких деталей для нанесения гальванопокрытия, зачистка облоя после штамповки или уда-
