8377355638

tłumienia w układzie kierowniczym [65]. Rezultaty wielu prac [30, 36, 85] wskazują, że są to procesy szybkozmienne, których wartości szczytowe narastają ze zwiększeniem się prędkości.

2. CEL I ZAKRES PRACY

Celem niniejszej pracy jest przeprowadzenie analizy wytężenia zmęczeniowego zwrotnicy układu kierowniczego samochodu terenowego, z uwzględnieniem rzeczywistych przebiegów obciążeń eksploatacyjnych. Zakres pracy obejmuje zbadanie, które metody analizy obciążeń MES i obliczania trwałości zmęczeniowej najlepiej opisują zjawiska dynamiczne zwrotnicy układu kierowniczego dla wybranego pojazdu ciężarowego, powstałe podczas obciążeń eksploatacyjnych oraz weryfikacja przydatności tych metod w praktyce inżynierskiej poprzez porównanie testów numerycznych i badań eksperymentalnych.

Opracowanie obejmuje następujące zagadnienia:

1.    Analiza literaturowa metod obliczania wytężenia i trwałości zmęczeniowej.

2.    Analiza przebiegów czasowych obciążeń otrzymanych w warunkach laboratoryjnych i eksploatacyjnych.

3.    Obliczenia numeryczne naprężeń i deformacji ramienia zwrotnicy, z uwzględnieniem poziomu działania obciążeń zewnętrznych zbliżonych do obciążeń otrzymanych z badań eksperymentalnych. Wyznaczanie obciążeń odbywa się na poziomie pliku wsadowego do solwera MSC Nastran, z uwzględnieniem losowego charakteru przebiegów.

4.    Optymalizacyjna numeryczna pól naprężeń przy uwzględnieniu zmian geometrii zwrotnicy.

5.    Obliczenia numeryczne wytężenia i trwałości zmęczeniowej zwrotnicy.

W ramach pierwszego zagadnienia przeprowadzono analizę literaturową wybranych kryteriów zniszczenia i hipotez zmęczeniowych uwzględniających wieloosiowe obciążenia materiałów i konstrukcji stosowane w obliczeniach trwałościowych. Przedstawiono szczegółowy opis modeli wieloosiowego zmęczenia materiału, a w tym metod spektralnych obliczania trwałości zmęczeniowej, wykorzystywanych w dalszej części pracy.

W ramach drugiego zagadnienia dokonano szczegółowej analizy obciążeń cyklicznych i losowych, otrzymanych w warunkach laboratoryjnych oraz podczas eksploatacji badanego elementu konstrukcji. Obliczone parametry i charakterystyki statystyczne (m.in. rozkład gęstości prawdopodobieństwa, rozkład gęstości widmowej mocy i inne). Wybrane charakterystyki statystyczne są wykorzystywane w obliczeniach numerycznych.

Zagadnienie trzecie obliczenia numeryczne zwrotnicy w złożonym stanie obciążenia, z uwzględnieniem analizy statycznej, analizy czasowej oraz analizy częstotliwościowej i obciążeń losowych. Przeprowadzono wstępną analizę statyczną zwrotnicy z uwzględnieniem czterech wariantów warunków brzegowych, celem określenia ich wpływu na pola naprężeń i odkształceń. Ponadto przyjęto zwrotnicę jako układ dynamiczny i dokonano transformacji otrzymanych z badań eksploatacyjnych losowych odkształceń z punktów pomiarowych zwrotnicy na funkcję wyjściową gęstości widmowej mocy (PSDFout)- Następnie obliczono transmitancję układu dynamicznego zwrotnicy i przedstawiono charakterystykę obciążenia zewnętrznego w postaci gęstości

11