Диссертация (1026060), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Конструкция представляет собой L-образную раму, накотороеустанавливаетсясерийноеспортивноекреслотипаковш,изготовленное из высокопрочного стеклопластика, прошедшее омологацию.Для надежной фиксации человека используется 5 точечная привязная система.Регулировка «вверх-вниз» осуществляется за счет вращения втулки,представляющей собой трубу, изготовленную из стали 12Х18Н10Т, ∅20 идлиной 300 мм, на которой с обеих сторон нарезана резьба М20 одна изкоторых левая, длина каждой резьбы 140 мм (Рис. 3.25, б, в).
В центрерасположено сквозное отверстие для рычага вращения втулки. Втулкавкручивается одним концом в полозья, другим в трубу, служащую длякрепления кресла к корпусу АБТ (Рис. 3.25, в). Диапазон регулировки кресласоставляет 135 мм, т.к. втулка должна быть вкручена как минимум на 70 мм, торегулировка осуществляется в пределах оставшейся резьбы 140 мм, а полозьярасположены под углом в 150 к вертикали.а)б)в)Рис. 3.25. Противоминное энергопоглощающее кресло в сборе (а), втулкарегулировки высоты кресла (б), Система регулировки кресла «вверх-вниз» (в)94Регулировка «вперед-назад» осуществляется за счет салазок (Рис.
3.26, а).Салазки одной частью жестко закреплены к раме кресла, другой – ккронштейнам кресла. Крайние положения кресла регулировки «вперед-назад»можно увидеть на Рис. 3.26, б. Ход регулировки составляет 120 мм.б)а)Рис. 3.26. Салазки кресла (а), Крайние положения регулировки кресла «впередназад» (б)В энергопоглощающем элементе были использованы специальныепроволоки для прокатки между валиками энергопоглощающего элемента.Внизу энергопоглощающего элемента устанавливаются 2 проволоки: первая изстали марки 12Х18Н10Т ∅ 2,5 мм, вторая из той же марки стали, но ∅ 2 мм,вверху проволока из стали марки 12Х18Н10Т ∅ 2,5 мм.Вцентреэнергопоглощающегоэлементанаосирасположенфторопластовый ролик, который направляет движение ремня безопасности.Ремень безопасности проходит через ролик и фиксируется в верхней частивертикальных неподвижных направляющих, которые крепятся к корпусуизделия (Рис.
3.27).На Рис. 3.27, б представлен принцип работы системы преднатяженияремней безопасности.Дляпроверкиработоспособности,атакжепрочностиузловэнергопоглощающего кресла спроектирован и изготовлен копровый стенд(Рис. 3.28, а). Был получен акт внедрения копрового стенда в учебный процессМосковского Политеха. На стенде проведены 2 серии копровых испытанийкресла.95а)б)Рис. 3.27.
Энергопоглощающий элемент, установленный в конструкцию кресла(а), принцип работы системы преднатяжения ремней безопасности (б)На манекене, кресле и копре устанавливались датчики ускорений маркиAP-31 с усилителем заряда СА-2614. Кресло, установленное на копер, сустановленным манекеном и подключенными датчиками представлено наРис. 3.28, б. На манекене также были установлены датчики усилий в шее инижнем отделе позвоночника, и изгибающего момента (кивок) в шее. Сбор изаписьинформацииосуществляласьспомощьюинформационно-измерительной системы «Вита». Схема и состав системы представлен наРис.
3.28, в. Управление сбросом осуществлялось с помощью замка контейнератормозного парашюта (Рис. 3.28, г).96а)б)в)г)Рис. 3.28. Схема копрового стенда для испытания сбросом с расположениемдатчиков (а), манекен в кресле перед сбросом с подключенными датчиками (б),информационно-измерительная система «Вита» (в), замок контейнератормозного парашюта (г)Расположение датчиков на конструкции указано на Рис. 3.29– Рис. 3.31.97а)б)в)Рис.
3.29. Схема расположения датчика на плите вид спереди (а), схемарасположения датчика на плите вид сбоку (б), расположение датчика на плите(в)а)б)в)Рис. 3.30. Схема расположения датчика на кресле вид спереди (а), схемарасположения датчика на кресле вид сбоку (б), место установки датчикаускорения на кресле (в)98а)б)в)г)Рис. 3.31. Схема расположения датчиков на опорах (а), схема расположениядатчика на правой опоре (б), схема расположения датчика на левой опоре (в),расположения датчиков на опорах (г)Датчики, установленные в манекене, показаны на Рис.
3.32.а)б)в)Рис. 3.32. Датчик ускорения поясничного отдела позвоночника (а), датчикусилия в нижнем отделе позвоночника (б), датчик усилий и изгибающегомомента в шее (в)99Вовторойсериииспытанийбылидобавленыдатчикиусилий,установленные в поясничном отделе позвоночника манекена (Рис. 3.32, б), ишейном отделе позвоночника (Рис. 3.32, в) для возможности сравнениякритерия усилия в поясничном отделе позвоночника манекена с DRI.По результатам 1-й серии испытаний были получены графики перегрузкина копре, опорах, кресле и поясничном отделе манекена (в тазу).
На Рис. 3.33 вкачестве примера приведены графики сброса №4 (сброс с высоты 560 мм надеревянное основание толщиной 36 мм) фильтрованные по классу частот 1000в соответствии с требованиями SAE J211 [142].а)б)в)г)д)Рис. 3.33. Результаты измерения датчика на копре после 4-го сброса (а),результаты измерения датчика на правой опоре после 4-го сброса (б),результаты измерения датчика на левой опоре после 4-го сброса (в), результатыизмерения датчика на кресле после 4-го сброса (г), результаты измерениядатчика в поясничном отделе после 4-го сброса (д). Данные фильтрованы поклассу 180100Результаты испытаний собраны в Таблице 7. Общий вес конструкции –310 кг, вес конструкции, подвешенной на энергопоглощающих элементах 110кг.Таблица 7.Результаты 1-й серии копровых испытаний энергопоглощающего креслаПикоВысота№сбросаОсноваПросадкание сбро- ускоре-(мм)(мм)воесание си-(мм)дения,Пиковоеускоре-DRI си-ние таза,дениеgDRIтазg11708256073Пенопласт 60Пенопласт 6037,211,219,27,35516,627,310,582,68,413,26,712217,24310,8Дере316521вянноеоснование 36Дере-456080вянноеоснование 36По результатам испытаний можно сделать выводы, о том, чтоконструкциякреслауспешновыдержалаударнуюнагрузку,системаэнергопоглощения успешно сработала, также конструкция обеспечиваеттравмобезопасность при динамических вертикальных перегрузках.101а)б)в)г)д)е)ж)з)Рис.
3.34. Перегрузка на копре (датчик № 2003) (а), правой раме (датчик№2011) (б), левой раме (датчик № 2014) (в), в сидении (датчик № 2009) (г), впояснице (датчик №2004) (д), усилие в позвоночнике (е), осевое усилие в шее(ж), момент (Му) в шее (з), сброс с высоты 540 мм на пеноплекс 30 мм, класс180. Сброс №11102По результатам 2-й серии испытаний были получены графики перегрузкина копре, опорах, кресле и поясничном отделе манекена (в тазу), а такжеграфики сжимающего усилия в поясничном отделе позвоночника, осевоеусилие в шее и изгибающий момент в шее.
На Рис. 3.34 в качестве примераприведены графики сброса №11 (сброс с высоты 540 мм на пеноплекстолщиной 30 мм) фильтрованные в соответствии с требованиями SAE J211[142].При наложении графиков перегрузки на сидении, перегрузки в тазу, атакже усилия в позвоночнике можно увидеть схожий характер кривых(Рис. 3.35). Кроме того, на графике перегрузки на сидении наблюдается первыйположительный пик, который соответствует удару, приходящему снизу откопра. Далее под действием манекена кресло приобретает отрицательнуюперегрузку.Рис. 3.35. Графики перегрузки на сидении, в тазу и усилие в позвоночнике присбросе №11103По измеренным экспериментальным данным перегрузки, замеренной втазу и на сидении, был рассчитан индекс динамической реакции (DRI).
Схемарасположения датчиков, а также схема модели DRI изображена на Рис. 3.36.Рис. 3.36. Схема расположения датчиков на манекене и схема модели DRIВ результате расчета DRI по перегрузкам, зарегистрированным в тазу,при сбросе №9 значение DRI превышает предельно допустимое значение исоставляет 21,8. Однако усилие, замеренное в нижнем отделе позвоночника,составляет 391 кг, что меньше предельно допустимого значения в 680 кг. DRI,рассчитанныйпоперегрузкенасидении,даётзавышеннуюоценкутравмобезопасности, что видно по сбросам №№ 4, 5, 7, 8, 9, 11, 12 (Таблица 8).При превышении предельно допустимого значения индекса DRI, усилие,измеренное в нижнем отделе позвоночника, не превышает порогового значенияв 680 кг.
Таким образом, использование DRI ограничено определенным видом«мягких» перегрузок (скорость нарастания ̇ ≤ 2000) и не желательноиспользовать в качестве критерия травмирования позвоночникапривоздействии «жестких» вертикальных перегрузок (скорость нарастания ̇ ≥2000) характерных для подрыва АБТ.Результаты расчета ускорения, скорости, перемещения массы m и DRIпредставлены на Рис. 3.37 – Рис.3.39.104а)в)б)г)Рис. 3.37.
Сброс №9 на пенопласт 50 мм, высота сброса 400 мм, показаниядатчика в тазу, датчик №2004, фильтр класс 1000. ДРИ =21,1, amax =208 м/с2(ускорение (а), скорость (б), перемещение (в), DRI (г))а)б)Рис. 3.38. Сброс №9 на пенопласт 50 мм, высота сброса 400 мм, показаниядатчика на сидении, датчик №2009, фильтр класс 180. ДРИ =21,8, amax =432 м/с2(ускорение (а), скорость (б))105г)в)Рис. 3.39. Сброс №9 на пенопласт 50 мм, высота сброса 400 мм, показаниядатчика на сидении, датчик №2009, фильтр класс 180. ДРИ =21,8, amax =432 м/с2(перемещение (в), DRI (г))Результаты испытаний собраны в Таблице 8.Таблица 8.Результаты 2-й серии испытаний энергопоглощающего кресла при сбросе накопреПоверх№Вы-ПиковоеПиковаясотаусилие вперегрузканижнемв нижнемотделеотделе по-позво-зво-ночниканочника(кг)(g)сбро-ностьсасбросаотполаПросадка(мм)(мм)12Пиковая пе-DRIDRIрегруз-си-тазка наде-сиденииние(g)3456720025-2009,8 (-3,4)789Деревянное осно1ваниетолщина36 мм65,1(-30)11,2106Таблица 8 – продолжение123456720023-2109,7 (-2)8,120012-32817,5 (-3)92008-40320,7 (-3,6)10,62007-38318 (-3,8)10,140065-22611,7(-5,4)9.889Деревянное основаниетолщина236 мм (пенопласт 5071,7(-40,4)14,5мм подманекеном)Пеноплекс3толщина30 ммПенопласт4толщина25 ммПенопласт5толщина50 мм42,4(-42,8)28,5(-38,8)21,7(-34,7)17,719,520,8Деревянное осно6ваниетолщина36 мм88,7(-31,1)14,4107Таблица 8 – продолжение123456740068-27812,5 (-23,2)1040053-34718,9 (-3)10,240038-39729,9 (-18,1) 21,154077-31819,1 (-3,2)10,254081-39526,3 (-4,1)10,489Деревянное основаниетолщина736 мм (пенопласт 5068,2(-58,9)16,3мм подманекеном)Пеноплекс8толщина30 мм95,5(-41,1)18Пенопласт9толщинатолщина30 ммПеноплекс1221,850 ммПеноплекс1137 (-30)толщина25 мм65,4(-41,8)78,8(-41,8)19,721,8По итогам испытаний можно сделать выводы, о том, что конструкциякресла успешно выдержала ударную нагрузку, система энергопоглощенияуспешно сработала, конструкция обеспечивает травмобезопасность придинамических вертикальных перегрузках.1083.5.Выводы по главе 3Были предложены простые аналитические формулы для расчетаусреднённого ускорения, а также просадки кресла, времени выравниванияскорости корпуса АБТ и энергопоглощающего кресла.Проведены исследования с целью проверки возможности использованияпротивоударного вертолетного кресла АК-2000 в АБТ для предотвращениятравмирования экипажа при воздействии вертикальных перегрузок в процессеподрыва на минах и СВУ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
