МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИЕТ им. Д. Серикбаева

Курсовой проект

по предмету: «Безопасность транспортных средств»

на тему: активная и пасивная безопасность

г. Усть-Каменогорск

2010

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Активная безопасность

1.1 Анализ управляемости автомобиля

1.2 Условные обозначения

1.3 Определение весовых параметров автомобиля

1.4 Расчет управляемости автомобиля

2. Пассивная безопасность

2.1 Анализ процесса столкновения автомобилей

2.2 Математическое описание процесса соударения при использовании модели «Автомобиль - оболочка»

2.3 Допущения, принимаемые при теоретическом расчете

2.4 Определение деформации расчетного автомобиля в зависимости от скорости столкновения

2.5 Определение времени деформации расчетного автомобиля в зависимости от скорости столкновения

2.6 Определение изменений деформации расчетного автомобиля во времени

2.7 Определение изменения скорости расчетного автомобиля во времени

2.8 Определение замедления расчетного автомобиля во времени

2.9 Определение изменения скорости замедления расчетного автомобиля

2.10 Определение деформации расчетного автомобиля в зависимости от изменения его замедления

2.11 Определение перемещения человека в зависимости от скорости' столкновения при у* = о

2.12 Определение перемещения человека во времени

2.13 Определение изменения скорости перемещения человека

2.14 Определения замедления при перемещении человека

2.15 Определение скорости замедления человека при перемещении

2.16 Определение скорости замедления человека при перемещении

Заключение

Список используемой литературы

Введение

Появившись в конце 19 века, автомобиль уже через несколько лет стал опасным для жизни человека. В 1896 году было зафиксировано первое происшествие - наезд автомобиля на пешехода, в 1899 году такое же происшествие закончилось смертью человека.

Увеличение выпуска автомобилей и улучшение их эксплуатационных свойств приводит к повышению скорости и интенсивности движения, плотности транспортных потоков. В результате этого усложняются условия дорожного движения, повышается аварийность.

Безопасность дорожного движения зависит от разных причин. Для удобства анализа все факторы, влияющие на дорожное движение и его безопасность условно делят на три взаимодействующих части: автомобиль, водитель, дорога. из трех элементов системы водитель-автомобиль - дорога наибольшей потенциальной опасностью обладает транспортное средство.

Причиной дорожно-транспортного происшествия часто является несоответствие одного из элементов системы водитель-автомобиль-дорога остальным элементам. Многие происшествия возникают из-за того, что требования дорожной обстановки выше возможностей человеческого организма или конструкции транспортного средства. Воздействие на водителя дополнительных нагрузок, вызванных недостатками конструкции автомобиля или его неудовлетворительным состоянием может резко ухудшить качество вождения, а в особенно неблагоприятных случаях привести к аварии. Напротив, удачная конструкция автомобиля, компенсирующая психофизиологические недостатки человека, может способствовать повышению безопасности дорожного движения.

Конструктивная безопасность автомобиля представляет собой сложное свойство. Для удобства анализа ее делят на активную, пассивную, послеаварийную и экологическую безопасность.

Активная безопасность автомобиля - свойство автомобиля предотвращать дорожно-транспортные происшествия (снижать вероятность возникновения).

Пассивная безопасность автомобиля - свойство автомобиля уменьшать тяжесть последствий ДТП.

Послеаварийная безопасность автомобиля - свойство автомобиля уменьшать тяжесть последствий ДТП после его остановки.

Экологическая безопасность автомобиля - свойство автомобиля, позволяющее уменьшать вред, наносимый участникам движения и окружающей среде в процессе его нормальной эксплуатации.

Взаимосвязь различных видов безопасности и противоречивость требований, предъявляемых к конструкции автомобиля, вынуждают конструкторов и технологов принимать компромиссные решения. При этом неизбежно ухудшаются одни свойства, менее существенные для автомобиля данного типа, и улучшаются другие, имеющие большее значение.

1. Активная безопасность

1.1 Анализ управляемости автомобиля

Управляемость оценивают по соответствию параметров движения автомобиля воздействиям водителя на рулевое колесо. При различных воздействиях степень соответствия может быть различной.

Поворачивая рулевое колесо, водитель задает новое направление движения автомобиля, При плохой управляемости автомобиля действительное направление движения не совпадает с желательным и необходимы дополнительные управляющие воздействия со стороны водителя. Это приводит к «рысканию» автомобиля по дороге, увеличение динамического коридора и утомлению водителей. При особенно неблагоприятных условиях плохая управляемость может явиться причиной столкновения автомобилей, наезда на пешехода или выезда за пределы дороги.

Управляемость автомобилем характеризуется разностью углов увода передней и задней осей. У вод колес проявляется при движении автомобиля на повороте под действием центробежной силы.

Поворачиваемостью называют свойства автомобиля изменять направление движения поворота управляемых колес. Есть две основных причины поворачиваемости: увод колес, вызываемой поперечной эластичностью шин, и поперечный крен кузова, связанный с эластичностью подвески. Соответственно различают шинную и креновую поворачиваемость автомобиля.

Уводом называют качение колеса под углом к своей плоскости.

1.2 Условные обозначения

G_H - номинальная грузоподъемность автомобиля, Н (предусмотренная техническими условиями);

Ge- нагрузка, Н;

Go - вес порожнего автомобиля (собственный вес в снаряженном состоянии);

Go1 - собственный вес на переднюю ось, Н;

Go2 - собственный вес на заднюю ось, Н;

Gа - полный вес автомобиля (груженого), Н;

Gа1 - полный вес на переднюю ось, Н;

Gа2 - полный вес на заднюю ось, Н;

Z - база автомобиля, м;

A - расстояние оси передних колес до центра тяжести автомобиля, м;

C - расстояние от оси задних колес до центра тяжести автомобиля, м;

n1 - количество колес на передней оси, шт;

n2- количество оси на задней оси, шт;

B - ширина профиля шины, м;

D - посадочный диаметр обода, м;

Р1 - давление воздуха в шинах передних колес, МН/м²;

V1 - скорость движения автомобиля, м/с;

P2 - давление воздуха в шинах задних колес, МН/м₂;

R - радиус поворота дороги, м;

G - ускорение свободного падения, м/с² (g = 9,8 м/с²);

K_y1- коэффициент сопротивления увода колес передней шины, н/рад.;

K_y2- коэффициент сопpотивления увода колес задней шины, н/paд.;

PцG₀- центробежная сила действующая, на порожний автомобиль, н;

PцG_a - центробежная сила действующая, на груженый автомобиль при его движении на повороте дороги, Н;.

Pц1G₀ - часть центробежной силы, приходящейся на переднюю ось груженого автомобиля, Н;

Pц2G₀ - часть центробежной силы, приходящейся на заднюю ось груженого автомобиля, Н;

Pц1G_a- часть центробежной силы, приходящейся на переднюю ось порожнего автомобиля, Н;.

Pц2G_a- часть центробежной силы, приходящейся на заднюю ось порожнего автомобиля, Н;

δ_nG₀- угол увода передней оси порожнего автомобиля, рад;

δ_зG₀- угол увода задней оси порожнего автомобиля, рад;

δ_nG_а- угол увода передней оси груженого автомобиля, рад;

δ_зG_а- угол увода задней оси груженого автомобиля, рад;

-критическая скорость движения порожнего автомобиля, м/с;

-критическая скорость движения груженого автомобиля, м/с;

Модель автомобиля выбирается согласно предпоследней цифре зачетной книжки:

РАФ-977Д

1.3 Определение весовых параметров автомобиля

Полный вес автомобиля:

G_a=G_o+G_н,(кН) (1.1)

Осевой вес автомобиля:

G_a1=G_a , (кН) (1.2)

G_a2=G_a , (кН) (1.3)

Нагрузка на одно колесо:

Gn₁= , (кН) (1.4)

Gn2= , (кН) (1.5)

Подставляя значения в формулы производим расчеты:

G_a=17,2+8,3=25,5кН

G_a1=25,5×1,4/2,7=13,26кН;

G_a2=25,5×1,3/2,7= 12,24кН;

Gn₁=13,26/2=6,63кН;

Gn₂=12,24/2=6,12кН.

1.4 Расчет управляемости автомобиля

По эмпирической формуле (1.6) рассчитываем коэффициент сопротивления увода Ку автомобильного колеса, отдельно переднего и заднего:

К_у1=0.778 В(D+2B) (P₁ +9.8 10⁴), н/рад; (1.6)

К_у2=0.778 В(D+2B) (P₂ +9.8 10⁴), н/рад; (1.7)

Далее определяем величину центробежной силы при движений автомобиля на повороте дороги радиусом R=100 м и V_a=14 м/с

Р_ц= ,(кН) (1.8)

где m= – масса автомобиля, кг;

g=9,8 – ускорение свободного падения, м/с²;

Значение центробежной силы должно быть определено для двух состояний автомобиля:

P_цG_o= , кН; P_цG_a= , кН; (1.9)

порожнего груженого

Часть центробежной силы, приходящейся на переднюю и заднюю ось порожнего и груженого автомобилей определяется по формулам:

P_ц1G_o= P_цG_o , (кН) P_ц1G_a= P_цG_a , (кН) (1.10)

P_ц2G_o= P_цG_o , (кН) P_ц2G_a= P_цG_a , (кН) (1.11)

Для нахождения углов увода передней и задней осей используют формулы:

_пG_o= , (рад.) _пG_a= , (рад.) (1.12)

_зG_o= , (рад.) _зG_a= , (рад.) (1.13)

Для этих двух состояний автомобиля определяется характеристика поворачиваемости: