Материалы X Международной научно-технической конференции
Информатика, управляющие системы, математическое и компьютерное моделирование
УДК 004.94
ПРОБЛЕМАТИКА МОДЕЛИРОВАНИЯ КРАШ-ТЕСТОВ ДЛЯ МОДЕЛЕЙ
МОТОЦИКЛОВ
Шевелёв И.А., Брюхова Д.В., Григорьев А.В.
Донецкий национальный технический университет
Кафедра «Программной инженерии»
E-mail: bryuhova2000@yandex.ru
Аннотация:
Шевелёв И.А., Брюхова Д.В., Григорьев А.В. Проблематика моделирования краш-
тестов для моделей мотоциклов. В статье описываются возможности виртуального
тестирования моделей автомобилей, а также аргументируется необходимость создание краш-
тестов и других испытаний для мотоциклов.
Annotation:
Shevelev, I.A., Bryukhova, D.V., Grigoriev, A.V. The problem of crash test modeling for
motorcycle models. The article describes the possibilities of virtual testing of car models, and also
argues the need to create crash tests and other tests for motorcycles.
Введение
В нашу эпоху стремительного развития машиностроения актуальной проблемой
является большие финансовые затраты на проведение различных краш-тестов. При
появлении возможности точных виртуальных краш-тестов затраты заметно уменьшатся, а
количество проведенных испытаний возрастет, что даст возможность повысить безопасность
людей при авариях.
Краш тестам можно подвергать модели любого транспорта - легковые и грузовые
автомобили, мотоциклы, военную технику, авиационную технику, трубопроводный
транспорт и т.д.
Каждый вид транспорта предполагает свою специфику и
- свои требования к
средствам моделирования.
Цель данной статьи
- проанализировать типичные возможности существующих
систем проведения модельных краш-тестов, а также определить специфику модельных краш-
тестов для такого вида транспорта, как мотоциклы.
Анализ возможностей инновационной платформы HyperWorks как средства
моделирования краш-тестов для моделей автомобилей
Данная платформа разработана с целью оптимизации проектирования и управления
данными расчетов и данными о характеристиках модели, а также автоматизации
производственных процессов. Являясь одной из ведущих CAE-систем для решения задач
промышленности, программа HyperWorks предоставляет четко интегрированный пакет
лучших в своем классе инструментов для моделирования, анализа, оптимизации,
визуализации и обработки результатов исследований, а также управления данных по
характеристикам проектируемого изделия [1].
Для создания элемента в среде HyperCrash необходимо импортировать модель
транспорта, которая разграничена по деталям, где каждая деталь имеет свои признаки,
прочность, структуру.
110
Материалы X Международной научно-технической конференции
Информатика, управляющие системы, математическое и компьютерное моделирование
Рисунок 1 - Импорт RADIOSS модели
Каждая деталь представлена в виде отдельной модели в среде HyperCrash. Для
визуального отличия каждая деталь обладает своим цветом.
Рисунок 2 - Модель машины в среде HyperCrash
Детали соединены между собой креплениями, которые:
1.
Представлены в виде отдельных моделей
(например, крыло, которое
прикручено болтами в специальных креплениях, где каждый элемент представляет собой
отдельную деталь);
2.
Представлены в виде связи в HyperCrash между элементами (рис. 3).
Рисунок 3 - Группа связанных элементов
Модуль можно использовать, не имея специальных знаний в области расчетов,
методом конечных элементов. Схема его использования сведена к простейшим процедурам:
-
присвоения материала;
–
указания мест и условий закрепления;
111
Материалы X Международной научно-технической конференции
Информатика, управляющие системы, математическое и компьютерное моделирование
-
указания мест и условий нагружения[2].
После автоматической генерации сетки конечных элементов, выбора оптимального
расчетного метода и собственно расчета, модуль представляет результаты в наглядной и
легко понимаемой форме. На основании этих результатов конструктор может легко сделать
вывод о том, как нужно изменить деталь, чтобы оптимизировать ее механические
характеристики.
Если при импорте элементов модели деталей теряют программное соединение,
необходимо перейти во вкладку Connection -> Spotweld -> Create. Затем необходимо указать
поверхности, к которым будет применяться закрепление.
Рисунок 5 - Соединение элементов по ID
При запуске симуляции все элементы не деформированы, отображается шкала
силы деформации.
Для проведения прочностных расчетов необходимо:
-
указать места и условия закрепления детали;
–
указать места и условия приложения силы;
–
запустить вычисление нагрузок при заданных параметрах.
Выводы
В наше время в автокатастрофах гибнет большое количество людей, поэтому
проблема безопасности стоит на первом месте у производителей автомобилей и мотоциклов.
Именно из-за высоких приоритетов безопасности количество смертей в ДТП заметно
сокращается.
112
Материалы X Международной научно-технической конференции
Информатика, управляющие системы, математическое и компьютерное моделирование
Рисунок 6 - Диаграмма количества погибших в ДТП
Чтобы сделать мотоциклы более безопасным видом транспорта и тратить на это
меньше ресурсов, необходимо иметь возможность проводить виртуальные краш-тесты с
моделями, как показывалось раннее с автомобилями. Требуется создать дополнительный
модуль для мотоциклов с испытанием на прочность модели, оптимизацией конструкции
мотоцикла для увеличения безопасности при столкновении с автомобилем, смоделировать
движение мотоцикла по различным дорожным покрытиям, а также при любых погодных
условиях.
На данный момент результаты существующих модулей CAE для испытаний моделей
автомобилей недостаточно точны. Чтобы решить эту проблему, требуется уделить
достаточное количество времени для усовершенствования этих модулей, добавления
больших количеств испытаний и моделирования различных ситуаций на дорогах.
Краш-тесты как для автомобилей, так и для мотоциклов являются неотъемлемой
частью их разработки и производства. На основании полученных данных от испытания
производитель, если это требуется, вносит изменения в конструкцию, направленные на
повышение безопасности людей при авариях. Краш-тесты дали огромный толчок для
появления таких на сегодня общепринятых вещей, как ремни и подушки безопасности, зоны
электропоглощения кузова и многое другое. Реальные краш-тесты позволяют с высокой
точностью определить, что происходит с пассажирами и водителем при аварии и какие
перегрузки они испытывают. Так как результаты испытаний влияют на модель, нужно
виртуальные краш-тесты довести до максимальной точности и минимизировать вероятность
погрешности и ошибки в них.
Литература
1.
HyperWorks
[Электронный
ресурс].
-
Режим доступа URL:
2.
HyperWorks
[Электронный
ресурс].
-
Режим доступа URL:
113
