سایت در حال بارگذاری است ...

پایان نامه بررسی ضربه گیرها در تصادف خودرو، مهندسي مکانیک

عنوان: پایان نامه بررسی ضربه گیرها در تصادف خودرو، مهندسي مکانیک

رشته:  پروژه پایانی دوره کارشناسی‌،مهندسی مکانيک گرايش حرارت و سيالات

فرمت فایل: WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحه: 90

 

بهمرا فایل پاورپوینت  جهت ارائه پایان نامه

 

چکیده:
در اين تحقيق نقش و اهميت سازه و بدنه خودرو در جذب انرژي تصادف بررسي شده است. همانطور که ميدانيم عمل تصادف يا ضربه يک رخداد بسيار کوتاهي است و در اين مدت کوتاه نيروي تصادف به سرنشین وارد ميشود. لذا در طراحي سازه و بدنه خودرو سعي بر اين است که زمان تصادف تا جاي ممکن افزايش داده شود. اين تحقيق علاوه بر قسمت مقدمه که به اختصار به اهميت جذب انرژي در سازه خودرو پرداخته است، در چهار فصل تنظيم شده است. در فصل اول، موضوعاتي از قبيل نقش و سهم هر کدام از اعضاي بدنه خودرو(سپر، کاپوت، گلگير، در و … ) و اعضاي ديگر خودرو (سيستم انتقال قدرت و موتور) بررسي شده است. در اين فصل همچنين راه هاي بهبود سازه جهت کاهش شتاب وارده به سرنشين بررسي شده است. در فصل دوم به اهميت مواد در سازه و بدنه خودرو پرداخته شده است. با توجه به اينکه ريلهاي طولي در سازه خودرو از اهميت بالايي در جهت جذب انرژي تصادف و کاهش شتاب وارده به سرنشين برخوردار هستند، لذا اين مورد در فصل سوم بررسي شده است. در فصل چهار، ميزان و نحوه جذب انرژي اين ريلها در تصادفات غير محوري يا مايل بررسي شده است.

فهرست مطالب
عنوان
مقدمه
فصل اول: نقش اجزاي مختلف خودرو در جذب انرژي تصادف
1-1- مقدمه
1-2- اجزاي مختلف
1-5- راههاي كمك به تغيير شكل
1-6- محاسبات كامپيوتري
1-8- بهينه كردن
1-9- سپر
1-10- جاذبهاي انرژي
1-11- اعضاي ساخته شده از ورق در خودرو
1-11- كاپوت
1-12- پيلار و سيني پشت موتور
1-13- سيني باطري
1-14- تركيب بندي قطعات در عقب بندي
1-15- کف صندوق
1-16- Spare wheel, spare wheel well
1-17- Rear side member
1-18- درب صندوق عقب
1-19- Quarter panel/ C-pillar
1-20- مخزن سوخت
1-21- تركيب بندي قطعات كناري و سقف 2
1-22- B-Pillar / Roof
1-23- دربها
1-24- پنل هاي ساندويچي
فصل دوم: اثر مواد بر روي جذب انرژي در خودرو
2-1- مقدمه
2-2- فوم ، ميکرواستراکچر
2-3- خواص مکانيکي
2-3-1- منحني بارگذاري
2-3-2- پاسخ الاستيک
2-3-3- پاسخ پلاستيک
2-4- پروفيل توخالي پرشده با فوم
2-5- کاربرد در صنعت خودرو
2-6- آلومينيوم و فولاد
فصل سوم: اثر سطح مقطع بر روي جذب انرژي ريلهاي کناري خودرو
3-1- مقدمه
3-2- اثر سطح مقطع در S-frame
3-2-1-فرمولاسيون مسأله و مدل المان محدود
3-3- نتايج
3-3-1-مدل خالي
3-3-2- مدل با عضو تقويتي داخلي
3-3-3- جذب انرژي مخصوص (S.E.A)
3-3-4- مدل آلومينيومي پر شده با فوم
3-4- شبيه سازي لهيدگي تيوب هاي مربعي
3-5- شبيه سازي لهيدگي s-rails
3-5-1- شبيه سازي لهيدگي يک پروفيل
3-6- شبيه سازي عددي لهيدگي تيوب هاي با سطح مقطع چند ضلعي
3-6-1- مودهاي کمانش تدريجي
3-7- نتايج شبيه سازي عددي
نتیجه گیری:
منابع :

فهرست اشکال
عنوان
شکل 1-1 front cross member
شکل 1-2 front side member
شکل 1-3 اجزاي front side member
شکل 1-4 روشهاي افزايش قابليت جذب انرژي در سازه جلويي خودرو
شکل 1-5 کاربرد جاذبهاي انرژي در سپر خودرو
شکل 1-6 تحليل کامپيوتري سپر خودرو با استفاده از نرم افزار ANSYS
شکل 1-7 مدلسازي تصادفات جانبي
شکل 1-8 طرحهاي مربوط به quarter panel و سپر
شکل 1-9 کاربرد crash box در سپر و زير صندلي
شکل 1-10 سپر تلسکوپي و لاستيکي
شکل1-11 نمونه اي از honeycomb
شکل 1-12 تغييرات نيرو در برابر جابجايي براي honeycomb
شکل 1-13 کاربرد honeycomb در جلوي سپر
شکل 1-14 تصوير گلگير خودرو
شکل 1-15 تصوير کاپوت و تقويتي آن
شکل 1-16 شيار در کف صندوق عقب
شکل1-17 موقعيت يک چرخ زاپاس در اين شکل ديده ميشود.
شکل 1-18 معرفي قسمتي از بدنه خودرو
شکل 1-19 قسمتهاي مختلف درب
شکل 1-21 اجزاي تشکيل دهنده ساندويچ
شکل 1-21 انواع مواد پرکننده ساندويچ به همراه پوسته خارجي
شکل 1-22 مواد پرکننده ساندويچ
شکل 1-23 سطح مقطع ساندويچ
شکل2-1 ميکرواستراکچر يک نمونه از فوم آلومينيوم
شکل 2-2 منحني بارگذاري فوم هاي آلومينيوم و پلي اتيلن
شکل2-3 تغييرات مدول يانگ نسبت به نسبت چگالي
شکل2-4 مقايسه جذب انرژي ماده فوم و همان ماده بدون فوم
شکل2-5 منحني بارگذاري سه فوم آلومينيوم
شکل 2-6 انواع روشهاي فرو کردن ماده فوم به قطعات توخالي
شکل 2-7 تغييرات نيرو در برابر جابجايي تغييرشکل مواد داراي فوم و بدون فوم
شکل2-8 محل هايي که در يک خودرو از فوم استفاده شده است
شکل2-9 کاربرد فوم در سپر جهت جذب انرژي ضربه
شکل 2-10 شکل پنل ساندويچي از جنس فوم
شکل 2-11 کاربرد crashbox در پشت سپر
شکل 2-12 تصاوير تيوب هاي پر شده با فوم
شکل 2-13 نمونه اي ديگر از کاربرد فوم
شکل 2-14 تغييرات مصرف سوخت در برابر وزن خودرو
شکل 2-15 تغييرات مصرف سوخت در برابر مسافت پيموده شده
شکل 3-1 شکل مدل
شکل3-2 شرايط بارگذاري
شکل3-3 سطح مقطع هاي بررسي شده
شکل 3-4مدل المان محدود
شکل 3-5 منحني تنش – کرنش ماده استفاده شده در اين تحقيق
شکل 3-6 پاسخ هاي نيروي نوع ١ تا ٤
شکل ( 3-7 ) : پاسخ هاي نيروي نوع ٥ تا ٨ و B ،A
شکل( 3-8 ) : انرژي جذب شده براي سطح مقطع هاي متفاوت
شکل 3-9 تغييرشکل ايجاد شده در مدل هاي خالي
شکل 3-10 پاسخ هاي نيرو براي مدل هاي از نوع ١ تا ٤ با تقويت کننده داخلي
شکل 3-11 پاسخ هاي نيروي نوع ٥ تا ٨ و B،A با تقويت کننده داخلي
شکل 3-12 انرژي جذب شده براي سطح مقطع هاي متفاوت
شکل 3-13 تغييرشکل ايجاد شده در سطح مقطع هاي متفاوت با تقويت کننده داخلي
شکل 3-14 مقايسه انرژي جذب شده مخصوص براي مدلهاي خالي
شکل 3-15 مقايسه انرژي جذب شده مخصوص براي مدلهاي با تقويت کننده داخلي
شکل 3-16 پاسخ نيرو براي مدل پر شده با فوم
شکل 3-17 تغييرشکل مدل پر شده با فوم آلومينيوم
شکل 3-18 شرايط مرزي و مش بندي براي تحليل هاي عددي
شکل 3-19 مقايسه نتايج شکل تغييرشکل يافته تجربي و تحليلي براي حالتي که L/B=1 و جابجايي 15 mm مي باشد.
شکل 3-20 بار لهيدگي تيوب مربعي براي حالتي که L / B = 1
شکل( 3-21 ) : مقايسه نتايج شکل تغييرشکل يافته تجربي و تحليلي براي حالتي کهL / B =2 : (a) براي جابجايي15 mm (b) براي جابجايي 15 mm
شکل ( 3-22 ) : بار لهيدگي تيوب مربعي براي حالتي که L / B = 2
شکل 3-23 هندسه، ابعاد و شرايط مرزي براي s-rail اه
شکل(3-24) : شکل تغييرشکل يافته s-rail براي جابجايي 400 mm به يک انتها (ضخامت برابر 2.2 mm و ): (a) آناليز حد (b) آناليز الاستو- پلاستيک
شکل(3-25 ) : بار لهيدگي s-rail نسبت به جابجايي براي بارگذاري نيمه استاتيکي (ضخامت 2.2 و h / b = 1)
شکل (3-26 ) : شکل تغييرشکل يافته s-rail براي : (a) شکل اوليه (b) جابجايي در انتها = 150 mm (c) 300 mm (d) 450 mm
شکل(3-27): شکل تغييرشکل يافته s-rail براي : (a) شکل اوليه (b) جابجايي در انتها = 150 mm (c) 300 mm (d) 450 mm
شکل (3-28) : شکل تغييرشکل يافته s-rail براي : (a) شکل اوليه (b) جابجايي در انتها = 150 mm (c) 300 mm (d) 450 mm
شکل (3-29) : بار لهيدگي- جابجايي s-rail براي تغييرات aspect-ratio
شکل (3-30 ) : انرژي جذب شده براي s-rail با تغييرات aspect-ratio
شکل3-31 ) : نسبت انرژي جذب شده s-rail ها با تغييرات aspect-ratio ها نسبت به انرژي جذب شده در حالت h /b = 1
شکل ( 3-32 ) : انرژي جذب شده براي s-rail نسبت به : (a) براي تغييرشکل برابر با 200 mm (b) براي تغييرشکل برابر 400 mm
شکل (3-33 ): المانهاي لهيدگي basic: :(a) نوع I ، (b): نوع II ، (c) نوع mixed
شکل3-36 تصاوير تغييرشکل حاصل از شبيه سازي با LS-DYNA برای مدل Ls1.8-1-SQ
شکل3-37 تصاوير تغييرشکل حاصل از شبيه سازي با LS-DYNA برای مدل LS1.8-1-HEX
شکل3-38 تصاوير تغييرشکل حاصل از شبيه سازي با LS-DYNA برای مدل LS1.8 – 1-OCT
شکل3-39 نمونه اي از نمودارهاي نيرو- جابجايي براي تيوبهاي مربعي(مدل LS1.8 – 1-SQ)
شکل3-40 نمونه اي از نمودارهاي نيرو- جابجايي براي تيوبهاي شش ضلعي (مدل LS1.8 – 1-HEX)
شکل3-41 نمونه اي از نمودارهاي نيرو- جابجايي براي تيوبهاي هشت ضلعي (مدل LS1.8 – 1-OCT)
شکل3-42 نمونه اي از نمودار جابجايي- مدت زمان ضربه براي تيوبهاي مربعي (مدل LS1.8 – 1-SQ )
شکل3-43 نمونه اي از نمودار جابجايي- مدت زمان ضربه براي تيوبهاي شش ضلعي (مدل LS1.8 – 1-HEX)
شکل3-44 نمونه اي از نمودار جابجايي- مدت زمان ضربه براي تيوبهاي هشت ضلعي (مدل LS1.8 – 1-OCT)

 

مقدمه

اولين کسي که در اثر تصادف مرد، شخصي به اسم Bridget Driscoll در سال ١٨٩٦بود. سرعت تصادف ٦ کيلومتر بر ساعت بود. بر طبق آمار سال ٢٠٠٥ ، هر ٣٠ ثانيه يک نفر جان خود را در اثر تصادف از دست ميدهد که معادل يک مليون نفر در سال مي باشد. ايران بالاترين آمار مرگ و مير ناشي ازتصادفات را درجهان داراست. ايران با دارا بودن تنها يک درصد جمعيت جهان، دو درصد از تلفات انساني ناشي از تصادف سراسر کشورهاي کره زمين را به خود اختصاص داده است. بر اساس آمارهاي ارائه شده، روزانه ٦٤ ايراني در تصادفات رانندگي فوت مي کنند. ٧٥٠ نفر نيز در اثر وقوع اين تصادفات با مجروحيت مواجه ميشوند.
آمار کشته شدگان ايران دو برابرو مجروحان 5.1 برابراستانداردهاي جهاني است.
براساس آخرين آمار سازمان جهاني ايمني راهها، آمار کشته شدگان ناشي از تصادفات در سطح جهان روزانه سه هزار و دويست و تعداد مجروحان ٥٠ هزار نفر است که با اين حساب سهم ايران با توجه به جمعيت بايد حداکثر ٣٢ کشته و ٥٠٠ مجروح باشد. اين آمارها اهميت ايمني در خودرو را بيان ميکند.
فرض کنيد، خودرويي با سرعت ٧٥ کيلومتر بر ساعت حرکت ميکند، ناگهان به يک ديوار آجري برخورد ميکند.
زماني که طول مي کشد سرعت خودرو به صفر برسد، حدود 0.1 ثانيه ميباشد. جرم خودرو ١٠٠٠ کيلوگرم ميباشد. در اثر برخورد، نيرويي از طرف ديوار آجري به خودرو در خلاف جهت حرکت خودرو به خودرو وارد ميشود. در نتيجه کاهش شديد شتاب خواهيم داشت. براي اين مثال مقدار شتاب منفي ٢٠٠ متر بر مجذور ثانيه ميباشد. بنابراين نيروي وارده به مقدار ٢٠٠٠٠٠ نيوتن خواهد بود.
واضح است که اين نيروي بزرگي است. اما اين نيرو بخاطر اينکه در مدت زمان کوتاهي وارد ميشود، بسيار بزرگ مي باشد. با فرض اينکه مدت زمان تصادف دو برابر شود (0.2 ثانیه) ، نيرو نصف (100000N) خواهد شد. بنابراين هر ميلي ثانيه موجب نجات سرنشين خودرو مي شود. چون سرعت نهايي تصادف صفراست، کل انرژي جنبشي خودرو بوسيله کار انجام شده بر روي خودرو (تغييرشکل) و محيط بصورت مچاله شدن، خمش، نويز، گرما، نور و … تلف ميشود. براي اين مثال، مقدار انرژي جنبشي ٢٠٠ کيلو ژول مي باشد.
تصادف، بصورتهاي مختلفي در بين خودروها رخ ميدهد، که در زير قسمت عمده آن مرور مي شود.
چپ کردن: بخاطر ورود نيروي مايل به مرکز خطرناک مي باشد.
:T-bone خودروها در اين نوع تصادفها آسيب پذيرتر هستند. چون ناحيه کمتري براي لهيدگي وجود دارد.
:Head-on پيشرفتهاي زيادي در اين زمينه بوجود آمده است.
:Off-center در اين نوع از تصادف، يک نيروي نامتقارن به خودرو وارد مي شود و موجب مي شود که راننده کنترل خود را از دست بدهد.
تا اينجا چنين نتيجه گرفتيم که، براي اينکه جان سرنشين حفظ شود، بايد زمان ضربه يا تصادف را طوري زياد کنيم که آسيبي به سرنشين وارد نشود. اين عوامل عبارتند از تغييرشکل اجزاي مختلف خودرو، کمربند ايمني، کيسه هوا و … .
موتور، فريم، سپر، صندوق و شاسي، عمده مناطق جذب انرژي مي باشند. که فاصله و زمان توقف را افزايش مي دهند. اين اجزا با خم شدن و له شدن، انرژي تصادف را قبل از ورود به کابين سرنشين تلف مي کنند و ايمني را به سرنشينان هديه مي کنند .
بنابراين برخورد ديناميکي خودرو با مانع يک پروسه بينهايت پيچيده است. زيرا در يک زمان بسيار کم تعداد زيادي تغييرشکل هاي الاستيک و پلاستيک اتفاق ميافتد و بر اتصالات الاستيکي جرمهايي خاص تاثير ميگذارد. مشخصه تاثير مثبت تغييرشکل، امروزه و مطمئنًا در آينده هم موضوع بسيار مهمي است، که خودرو سازان مجبورند با آن مواجه شوند. هزينه نگهداري خودرو بطور قابل ملاحظه اي تحت تاثير هزينه هاي تعمير و حق بيمه است. موفقيت در ايمني خودرو در طبقه بندي حق بيمه مشاهده مي شود. به علاوه آسيب ديدگي که نياز به تعمير بسيار محدود و کمي داشته باشد، زمان تعمير را کاهش داده و صرفه اقتصادي خودرو مجددًا افزايش مي يابد.

 

این پایان نامه با آیین نامه نحوه نگارش و تدوین پایان نامه تهیه شده و آماده ارائه میباشد.

 

 

مطلب مفیدی برای شما بود ؟ پس به اشتراک بگذارید برای دوستانتان
درباره این مطلب نظر دهید !

محصولات مرتبط ...

محصولات زیرا حتما ببینید ...