Енергопоглинаюча захисна конструкція кузова автобуса

Реферат: UA 76467 U UA 76467 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі автомобілебудування і може бути використана в автобусах для забезпечення пасивної безпеки пасажирів під час зіткнення у випадках аварійних ситуацій. Відомий аварійний запобіжник, що має раму і буфер для ослаблення сили удару, поштовху при лобовому зіткненні та запобіганню пошкодженням транспортних засобів і смертельним випадкам під час аварії, оснащений додатковими направляючими ребрами, розсувною решіткою, що встановлена горизонтально відповідним чином у висувні швелероподібні випрямлячі, які містяться на розташованій на рамі балці (патент на корисну модель № 24949, м. кл. B60R 19/02, 2006 р.). Недоліками пристрою є складність та значна маса конструкції, а також те, що даний пристрій забезпечує захист пасажирів автомобіля лише у випадку зіткнення через передній бампер. Найбільш близьким до пристрою, що заявляється, є безпечний кузов автобуса, що має, розташований під лінією вікон, повздовжній брус безпеки, виконаний в перерізі у вигляді тонкостінного профілю, який випинається всередину салона, для використання його як підлокітника пасажирських сидінь, а також оснащений рухомими підкосами, які встановлені поблизу віконних стійок з можливістю повороту в поперечній площині щодо верхнього шарніра під час загрози перекидання при отриманні сигналу від відповідного датчика, при цьому нижній кінець підкосу входить у фіксатор, розташований на дальньому від бічної стінки кузова краю бруса безпеки, утворюючи спільно з брусом і стійкою жорстку систему (патент РФ на винахід № 2172686, м. кл. B60R19/42, 2001 р.). Недоліком пристрою є висока собівартість та складність конструкції, яка негативно впливає на безвідмовність конструкції під час аварійної ситуації. В основу корисної моделі поставлена задача створення енергопоглинаючої захисної конструкції кузова автобуса, в якій за рахунок введення нових конструктивних рішень досягається підвищення рівня безпеки пасажирів автобуса та збереження цілісності конструкції. Поставлена задача вирішується тим, що енергопоглинаюча захисна конструкція кузова автобуса, що містить, під лінією вікон, повздовжній брус безпеки, встановлений на стійках кузова, відрізняється тим, що вставлено другий повздовжній брус безпеки, при цьому бруси безпеки виконані у вигляді пружних листів, які закріплені, через гумові прокладки, на крайніх стійках та, через поглиначі енергії, підпружинені тарілчастими пружинами, на середніх стійках болтовими кріпленнями. На фіг. 1 зображено конструктивну схему енергопоглинаючої захисної конструкції кузова автобуса, на фіг. 2 та фіг. 3 зображено перерізи болтових з'єднань пружних елементів з крайніми та середніми стійками кузова відповідно. Енергопоглинаюча захисна конструкція кузова автобуса містить, під лінією вікон, повздовжні бруси безпеки, які виконані у вигляді пружних листів 1, що закріплені, через гумові прокладки 4, на крайніх стійках 2 та, через поглиначі енергії 6, на середніх стійках 3 болтовими кріпленнями 7. Для забезпечення постійного зусилля затягування, тобто, щоб забезпечити гарантований притиск пружних листів 1, через поглиначі енергії, до середніх стійок 3, використані тарілчасті пружини 5. Спрацювання енергопоглинаючої пружної конструкції бічної частини корпуса автобуса при фронтальних та кософронтальних ударах можна розділити на такі етапи: 1) деформація пружних листів 1 і тарілчастих пружин 5; 2) зростання деформації пружних листів 1 і тарілчастих пружин 5, незначне прогинання крайніх стійок 2 та початок руйнування енергопоглинаючих елементів 6; 3) зростання деформації пружних листів 1 і тарілчастих пружин 5, подальше прогинання крайніх стійок 2 та повне руйнування енергопоглинаючих елементів 6; 4) максимальна деформація пружних листів 1 і тарілчастих пружин 5, прогинання крайніх 2 і середніх стійок 3. 5) при умові, що кінетична енергія транспортного засобу, який атакує, менше або дорівнює максимальній енергії деформації пружних елементів і за достатньої жорсткості кузова відбувається відштовхування транспортного засобу, що атакує. На кожному з описаних етапів спрацювання пристрою відбуватиметься поглинання певної кількості енергії удару, що залежить від його конструктивних параметрів, і може бути використане як умова їх вибору. Отже, поглинання енергії удару відбуватиметься за рахунок деформації пружних листів 1 і стійок кузова та руйнування енергопоглинаючих елементів 6. Наближено, максимальна потенціальна енергія пружних листів може бути розрахована за формулою: Uпр.ел  2 max .пр.ел Vпр.ел (1) 2Е 1 UA 76467 U де max - граничне напруження згину для матеріалу; Е - модуль пружності матеріалу; Vпр.ел - об'єм пружного елемента. Допустиме зусилля Fmax навантаження пружних листів, враховуючи їх геометричні b h l параметри - довжину пр.ел , ширину пр.ел та товщину пр.ел можна визначити з умови міцності 3Fmax .пр.елlпр.ел пр.ел   [ 6] (2) 2 bпр.елhпр.ел 5 . Максимальна потенціальна енергія енергопоглинаючих елементів може бути визначена за формулою, аналогічною формулі (1) Uзр.ел  10 15 25 (3) 2E де max - граничне напруження зрізу для матеріалу; V=abl - об'єм елементарного паралелепіпеда на межі зрізу; 1 - довжина зони зрізу; b - ширина зони зрізу; а - висота елементарного паралелепіпеда, що для спрощення розрахунку може бути прийнята за ширину зони зрізу (а= b). Допустиме зусилля навантаження на енергопоглинаючі елементи Qmax можна визначити з умови міцності Q зр  max  [ ] (4) A зр A  b 1 де зр - площа зрізу. Потенціальна енергія середньої стійки автобуса може бути визначена за формулою Ucm  20 2 max Vпр.ел 2 Mmaxlcm 2El z (5) де Mmax - максимальний згинаючий момент; Icт - довжина стійки; Ix - осьовий момент інерції. Допустиме силове навантаження для середньої стійки автобуса Rmax можна визначити з умови міцності R l h (6) cm  max cm cm 4lz де l - довжина стійки у вертикальній площині; hст - висота стійки в перерізі згину; lz осьовий момент інерції стійки. Для спрацювання пристрою в описаній вище послідовності його конструкцію необхідно спроектувати з виконанням умови (7) Rmax  Qmax  Fmax Причому при визначенні допустимого зусилля навантаження пружних елементів Fmax слід враховувати їх допустимий прогин, 3 Fmaxlпр.ел (8)  [] 4Eb пр.елhпр.ел що має бути компенсований руйнуванням енергопоглинаючих елементів. Отже, запропонована конструктивна схема під час спрацювання дозволить скомпенсувати частину кінетичної енергії удару, що дорівнюватиме Uкін.у д  Uпр.ел  Uзр.ел  Ucm (9) 30 U .  Uпр.ел  Uзр.ел  Ucm забезпечити відновлення конструкції і в разі виконання умови кін.у д з мінімальними затратами. Також використання плоских пружних листів, під час кософронтальних зіткненнях, забезпечує проковзування транспортного засобу, що завдає удар, відносно автобуса. 2 UA 76467 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 Енергопоглинаюча захисна конструкція кузова автобуса, що містить, під лінією вікон, повздовжній брус безпеки, встановлений на стійках кузова, яка відрізняється тим, що додатково вставлено другий повздовжній брус безпеки, при цьому бруси безпеки виконані у вигляді пружних листів, які закріплені, через гумові прокладки, на крайніх стійках та, через поглиначі енергії, підпружинені тарілчастими пружинами, на середніх стійках болтовими кріпленнями. 3 UA 76467 U Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4