Расчет на прочность легкового прицепа общего назначения при загрузке прицепа сыпучим грузом с использованием компьютерных программных средств проектирования SolidWorks/Simulation
Евгений Кузин, генеральный директор ООО «Торговый дом «СаранскСпецТехника»
Эдуард Митин, доцент кафедры технологии машиностроения, Национальный исследовательский Мордовский государственный университет
Сергей Сульдин, доцент кафедры технологии машиностроения, Национальный исследовательский Мордовский государственный университет
Алина Митина, студентка, Мордовский государственный педагогический институт им. М.Е. Евсевьева
Легковые прицепы уже достаточно давно и прочно вошли в нашу повседневную жизнь. За все время их существования спроектировано и изготовлено огромное количество их разновидностей, легковые прицепы предназначены для перевозки различного типа грузов. В зависимости от вида перевозимого груза, легковые прицепы в настоящее время имеют различные варианты компоновки и особенности в конструкции. В частности, компания ООО «Торговый дом «СаранскСпецТехника», производственные площади которой расположены в г.Саранске, условно сгруппировала их на три основных вида: прицепы общего назначения, коммерческие прицепы и специальные прицепы (прицепы для водной техники).
Легковые прицепы общего назначения, производимые компанией ООО «Торговый дом «СаранскСпецТехника», имеют стандартную грузовую платформу, откидные борта и комплектуются тентами.
Механические характеристики материала конструкции
Наименование
Величина для марки материала
Единица измерения
Модуль упругости
2,0·1011
МПа
Коэффициент Пуассона
0,29
Плотность
7870
кг/м3
Предел текучести
204
МПа
К прицепам специального назначения относятся легковые прицепы, которые используются для перевозки грузов, имеющих нестандартную конструкцию или требующих особых условий транспортировки, в частности производимые компанией прицепы для водной техники.
К коммерческим прицепам относятся легковые двухосные прицепы, которые используются для перевозки крупногабаритных грузов, не требующих особых условий транспортировки. Нередко конструкция данных видов прицепов предусматривает самосвальную систему, что существенно упрощает погрузку и разгрузку прицепа.
Прицепы общего назначения используют для перевозки различных видов груза, которые не требуют особых условий при транспортировке. К таким грузам относятся разные строительные материалы, мебель, бытовая техника, инструменты, малогабаритная техника и многое другое, что помещается в прицепе по габаритам и по весу не превышает его допустимую грузоподъемность. При производстве прицепа общего назначения используются оптимизированные конструкции режущего инструмента, описанные в источниках [1, 2, 3, 4, 5].
В данной статье будет рассмотрен расчет на прочность конечноэлементных моделей прицепа общего назначения при загрузке прицепа сыпучим грузом с применением компьютерных программных средств проектирования SolidWorks/Simulation. Расчет производится для наиболее неблагоприятных с точки зрения прочности режимов с загрузкой по схемам, изображенным на рис. 1.
Рис. 1. Схема загрузки прицепа сыпучим грузом
При изготовлении прицепа общего назначения основные элементы конструкции выполнены из стали оцинкованной. Механические характеристики этого материала приведены в таблице.
Общий вид расчетной геометрической модели прицепа общего назначения показан на рис. 2.
Рис. 2. Геометрическая модель прицепа
Расчет был выполнен с использованием специализированного программного вычислительного комплекса, реализующего метод конечных элементов (МКЭ).
Подготовка данных о топологии конечноэлементной расчетной схемы, вычисление напряжений в элементах, распределение нагрузок в конструкции, а также рисование расчетных схем производились с применением специального прикладного программного комплекса.
Для описания подкрепляющих и несущих элементов конструкции прицепа были использованы пространственные пластинчатые восьмиузловые и объемные десятиузловые конечные элементы.
В качестве глобальной системы координат при составлении расчетной схемы была выбрана правая Декартова система с центром на продольной оси прицепа в плоскости среднего сечения рамы. Ось X системы координат направлена вдоль продольной оси прицепа, ось Z — вертикально вниз.
Общий вид расчетной модели с сеткой конечных элементов приведен на рис. 3.
Рис. 3. Общий вид расчетной модели с сеткой конечных элементов
При расчете были приняты следующие допущения:
материал конструкции работает в упругой стадии деформирования;
материал конструкции обладает постоянными жесткостными характеристиками — модулем упругости, равным 2,0Ѕ1011 МПа, и коэффициентом Пуассона, равным 0,29.
Схемы нагружения модели для данного варианта нагружения отображены на рис. 4.
Рис. 4. Схема нагрузок для варианта нагружения
Результаты расчета представлены в виде эквивалентных напряжений по Мизесу.
Схемы нагружения модели для данного варианта нагружения отображены на рис. 5.
В результате расчета получены распределения напряжений по всей конструкции прицепа (рис. 610).
Рис. 6. Распределение напряжений по конструкции прицепа (боковые борта прицепа)
Рис. 7. Распределение напряжений по конструкции прицепа
(несущая часть прицепа)
Рис. 8. Распределение напряжений по конструкции прицепа
(торцевые борта прицепа)
Рис. 9. Распределение статических перемещений
по конструкции прицепа
Рис. 10. Распределение относительной деформации
по конструкции прицепа
Результаты расчета представлены в виде эквивалентных напряжений по Мизесу.
Эпюра напряжений изображена с увеличением перемещений для облегчения восприятия результатов.
Таким образом, выполненный расчет прочности конструкции прицепа показал, что при заявленных схемах загрузки максимальные суммарные напряжения не превышают допускаемые значения, что, в свою очередь, позволяет говорить о качестве изготавливаемых легковых прицепов общего назначения, производимых компанией ООО «Торговый дом «СаранскСпецТехника».
Library of parametric hob models in the KOMPAS system. Shchekin A.V., Mitin E.V., Sul’din S.P. Russian Engineering Research. 2014. Т. 34. № 5. С. 321325.
Structure of the library of parametric gearcutter models in the KOMPAS system. Shchekin A.V., Mitin E.V., Sul’din S.P. Russian Engineering Research. 2014. Т. 34. № 11. С. 701704.
CADassisted hob design. Shchekin A.V., Mitin E.V., Sul’din S.P. Russian Engineering Research. 2013. Т. 33. № 5. С. 279281.
Автоматизация проектирования червячных зуборезных фрез в системе КОМПАС. Щёкин А., Митин Э., Сульдин С. // САПР и графика. 2011. № 12 (182). С. 101104.
Автоматизация проектирования спиральных сверл в системе КОМПАС. Щёкин А., Митин Э., Сульдин С. // САПР и графика. 2013. № 1 (195). С. 9094.
Продолжение следует
ООО «Торговый дом «СаранскСпецТехника»
Национальный исследовательский Мордовский государственный университет
педагогический институт им. М.Е. Евсевьева
Легковой прицеп
борта
груз
SolidWorks
Simulation
форма
деформация
конструкция
материалы
надежность
долговечность
ПРОВОДКА ФОНАРЕЙ ПРИЦЕПА – ТИПОВАЯ СХЕМА ЭЛЕКТРОПРОВОДКИ ФОНАРЕЙ ПРИЦЕПА – Запчасти и аксессуары для прицепов
Артикул: ЯНТАРЬ-МАРКЕР
Янтарный габаритный фонарь
Янтарный габаритный фонарь с фестонами. Использует (2) 194 лампы. Очень яркий
свет. Поверхностное крепление. Около 4 дюймов в длину, 2 дюйма в ширину. 12В, САЕ.
2,99 $
Артикул: КРАСНЫЙ МАРКЕР
Красный габаритный фонарь
Красный габаритный фонарь с фестонами.
Использует (2) 194 лампы. Очень яркий свет.
Поверхностное крепление. Около 4 дюймов в длину, 2 дюйма в ширину. 12В, САЕ.
2,99 $
Артикул: ЗАДНИЕ ФОНАРИ
Задние фонари прицепа
Пара фонарей прицепа. Левая сторона имеет прозрачное дно для освещения
Номерной знак. Одобрено DOT.
СЦЕПКА, КОМБИНИРОВАННАЯ, КРЕПЛЕНИЕ ПРИЕМНИКА, 6 ТОН, ШАРОВАЯ 2-5/16″ Одинарная
кованая нижняя челюсть с цельным хвостовиком,
Подходит для ствольных труб диаметром 2 дюйма. Черное порошковое покрытие. Проушина дышла
размеры — от 2-1/2″ до 3″ в.д. с 1-1/4″ до 1-9/16″
$120.00
Производитель:
Покупатели Продукты
Артикул: BLHP200
Стопорный штифт сцепки диаметром 5/8 дюйма для ресиверов 2 дюйма или 2-1/2 дюйма
СТОПОРНЫЙ ШТИФТ — 5/8 дюйма Сборка стопорного штифта завершена
черное порошковое покрытие с хромированной булавкой. Диаметр 5/8 дюйма подходит для 2 дюймов или
Ресиверы 2-1/2″. Деталь № BLHP200 Описание: Диаметр 5/8″. Штифт для 2″
или 2-1/2″ приемники
Замок дышла подходит для 2,5-3-дюймовых проушин Lunette
Артикул № BDL253 Описание: Замок дышла подходит для люнета 2,5–3 дюйма.
Глаза. Помогает защитить ваш трейлер от кражи! Вес: 3,5 фунта.
$19,99
Производитель:
Покупатели Продукты
Артикул: BDB125015
ТЯГА, 2,5 ДЮЙМА, 4 БОЛТА, 21 ТОННА
ДЫШЕЧНАЯ СТЯЖКА, ВД 2,5″, 4 БОЛТА, 21 ТОН Цельная кованая конструкция для обеспечения безопасности
и емкость. Поковка из легированной стали. Покрытие порошковой краской черного цвета.
Квадратная монтажная пластина с 4 отверстиями. Ушко с внутренним диаметром 2-1/2 дюйма и сечением 1-1/2 дюйма
тяговая штанга. Вместимость 7000 фунтов. максимальная вертикальная высота
$79,99
Производитель:
Покупатели Продукты
Артикул: BDB12503
ТЯГА, ВНУТРЕННИЙ ДИАМ. 2,5 ДЮЙМА, БОЛТ С ПРОУШИНОЙ, 7,5 ТОНН
ДЫШЕЧНАЯ СТЯЖКА, ВНУТРЕННИЙ ДИАМ. 2,5″, БОЛТ С ПРОУШИНОЙ, 7,5 ТОН Деталь № BDB12503 Описание:
Дышло из кованой легированной стали с гайкой Вес: 9фунтов
Адаптер сцепки 1-1/4 дюйма на 2 дюйма Деталь № 1804030 Описание: Сцепка
Переходник с 1-1/4 дюйма на 2 дюйма. Вместимость: 300 фунтов. НЕ
ПРЕВЫШЕНИЕ НОМИНАЛЬНОЙ СЦЕПКИ НА ТРАНСПОРТНОМ СРЕДСТВЕ!! Вес: 7,0 фунтов.
25,99 $
Производитель:
Покупатели Продукты
Артикул: 61780 ринггитов
КОМБИНАЦИЯ СЦЕПКИ, КРЕПЛЕНИЕ ПРИЕМНИКА, 6 ТОН, ШАР 1-7/8
КОМБИНАЦИЯ СЦЕПКИ, КРЕПЛЕНИЕ ПРИЕМНИКА, 6 ТОН, ШАР 1-7/8 �Цельная деталь
Кованая нижняя челюсть имеет встроенный хвостовик для установки на 2 дюйма. приемные трубки. �Чёрное порошковое покрытие. �Сцепная проушина
размеры — от 2-1/2″ до 3″ в.д. с 1-1/4″ до 1-9/16″ диаметр
110,00 $
Производитель:
Покупатели Продукты
Артикул: 650 миллионов ринггитов
СЦЕПКА, КОМБИНИРОВАННАЯ, КРЕПЛЕНИЕ ПРИЕМНИКА, 6 ТОН, ШАРОВАЯ 50 мм
СЦЕПКА, КОМБИНИРОВАННАЯ, КРЕПЛЕНИЕ ПРИЕМНИКА, 6 ТОН, ШАР 50 мм �Цельная деталь
Кованая нижняя челюсть имеет встроенный хвостовик для установки на 2 дюйма.
приемные трубки. �Чёрное порошковое покрытие. �Сцепная проушина
размеры — от 2-1/2″ до 3″ в. д. с диаметром от 1-1/4″ до 1-9/16″
СТОПОРНЫЙ ШТИФТ, СТИЛЬ «BONE» Тип «Bone» 5/8″ Стопорная сцепка
штифт в сборе, хромированный. Диаметр 5/8 дюйма подходит для приемников диаметром 2 дюйма. Часть
#BLHP300 Описание: штифт диаметром 5/8 дюйма для 2-дюймовых приемников, «Bone», стиль
Ресивер Крепление на игольчатый крюк, хвостовик 2-1/2″, 2-позиционный
Ресивер Крепление на игольчатый крюк, хвостовик 2-1/2 дюйма, 2 положения Предназначен для
адаптируйте приемные трубки для применения с игольчатыми крюками разной высоты. Особенности Непрерывные сварные швы Черное порошковое покрытие Высокая и низкая
позиционирование Сварной опорный кронштейн Трубчатый
Крепление на игольчатый крюк ствольной коробки, 3 положения, 9-дюймовый трубчатый хвостовик.
для адаптации приемных трубок к применениям с игольчатыми крюками разной высоты.
Особенности Непрерывные сварные швы Покрытие порошковой краской черного цвета Высокое и низкое
позиционирование Сварной опорный кронштейн Трубчатый
35,99 $
Производитель:
Покупатели Продукты
Артикул: PM108
Крепление на игольчатый крюк ресивера, 3-позиционное, трубчатый хвостовик 10,25 дюйма
Крепление на игольчатый крюк ресивера, 3-позиционное, трубчатый хвостовик 10,25 дюйма
Предназначен для адаптации приемных трубок к игольчатому крючку разной высоты. Приложения. Особенности Непрерывные сварные швы- Черное порошковое покрытие-
Высокое и низкое позиционирование- Сварной опорный кронштейн- Трубчатый
47,99 $
Производитель:
Покупатели Продукты
Артикул: RVA24
Адаптер приемника бампера RV
Адаптер приемника бампера RV Подходит для стандартных квадратных RV 4″ и 4-1/2″
бамперы. Оцинкованная фурнитура в комплекте. Идеально подходит для перевозки велосипедов
и другие аксессуары. Подходит для труб диаметром 2 дюйма. Требуется сборка. Розничная торговля
Упаковка. НЕ ДЛЯ БУКСИРОВКИ! Не для декора
Сцепное устройство Tri-Ball, 1-7/8, 2 и 2-5/16 дюймов, хромированные буксировочные шары, трубчатые
Хвостовик Это трехшаровое крепление оснащено трубчатым хвостовиком для 2-дюймовой ствольной коробки.
трубы. Хромированные буксирные шары — черное порошковое покрытие — сцепка 5/8 дюйма
отверстие для булавки — в индивидуальной упаковке для транспортировки.
42,00 $
Производитель:
Покупатели Продукты
Артикул: 1802208
Крепление Tri-Ball с крючком
Крепление Tri-Ball с крючком Крепление Tri-Ball с крючком для покупателей
имеет трубчатый хвостовик для 2-дюймовых ресиверных трубок, сварной стальной
буксирные шары, черное порошковое покрытие, отверстие для сцепного пальца 5/8 дюйма и
находится в индивидуальной упаковке для транспортировки. Вместимость крюка: 10 000
Сцепное устройство Tri-Ball, 1-7/8, 2 и 2-5/16 дюймов, черные шаровые опоры, трубчатые
Хвостовик Это трехшаровое крепление оснащено трубчатым хвостовиком для 2-дюймовой ствольной коробки.
трубы. Сварные стальные буксировочные шары. Черная порошковая окраска 5/8″
отверстие для штифта сцепного устройства В индивидуальной упаковке для транспортировки.
47,99 $
Производитель:
Покупатели Продукты
Артикул: B38
Кованое D-образное кольцо 1/2 дюйма с монтажным кронштейном с 2 отверстиями, наружный диаметр 3-1/2 дюйма x 3-3/8 дюйма.
Кованое D-образное кольцо 1/2 дюйма с монтажным кронштейном с 2 отверстиями, наружный диаметр 3-1/2 дюйма x 3-3/8 дюйма.
�Кованый из стали C-1045. Кольцо диаметром 1/2 дюйма.
монтажный кронштейн. Кронштейн с 2 отверстиями имеет ширину 1-3/4 дюйма и толщину 3/16 дюйма.
с квадратными монтажными отверстиями для установки каретки 3/8″
$0.00
$7,99
Производитель:
Покупатели Продукты
Артикул: 5201000
EZ Gate by Buyers Open Utility Trailer Lift Assist
EZ Gate от Buyer Trailer Tailgate Lift Assist � Уменьшает подъем
на 90% � Снижает травматизм и усталость � Один комплект работает на воротах вверх
до 180 фунтов. � Простая установка � Нет вставки пружинной погремушки �
Черное порошковое покрытие. Крепежные детали включают
.
150,00 $
Производитель:
Покупатели Продукты
Артикул: B2799BKT
КРЮК, ПАРА, ЧЕРНЫЙ (КОМПЛЕКТ) С ЗАЖИМАМИ, БОЛТАМИ И ГАЙКАМИ
БУКСИРОВОЧНЫЙ КРЮК, ПАРА, ЧЕРНЫЙ (КОМПЛЕКТ) С ЗАЖИМАМИ, БОЛТАМИ И ГАЙКАМИ Деталь № B2799BKT
Описание: Крюк с предохранительным зажимом и комплектом болтов Безопасная рабочая нагрузка
10 000 фунтов. Вес крючка на пару 3,7 фунта.
$16,99
Производитель:
Покупатели Продукты
Артикул: PM1012
КРЕПЛЕНИЕ РЕСИВЕРА, 6 ПОЗИЦИЙ, ХВОСТОК 14,5 ДЮЙМА
КРЕПЛЕНИЕ ШТЫРЬЯ ПРИЕМНИКА, 6 ПОЗИЦИЙ, ХВОСТОК 14,5 ДЮЙМА Предназначен для адаптации
трубки приемника для применения с игольчатым крюком разной высоты. Функции:
Непрерывные сварные швы. Покрытие порошковой краской черного цвета. Высокий и низкий
позиционирование. Сварной опорный кронштейн. Твердый хвостовик. Эти горы
$79,99
Производитель:
Покупатели Продукты
Прицепы MYCO — схемы тормозов
Тормоз, диск в сборе с 5 проушинами, 3500 фунтов. ось, DACROMET (PDF) Загрузить файл
Тормоз, диск в сборе с 5 проушинами, 3500 фунтов. ось, НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ (PDF) Загрузить файл
Тормоз, диск в сборе с 6 проушинами, 5 200 фунтов. ось, DACROMET (PDF) Загрузить файл
Тормоз, диск в сборе с 6 проушинами, 5 200 фунтов. ось, НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ (PDF) Скачать файл
Тормоз, диск в сборе с 8 проушинами, 6000 и 7000 фунтов. ось, DACROMET (PDF) Загрузить файл
Тормоз, диск в сборе с 8 проушинами, 6000 и 7000 фунтов. ось, НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ (PDF) Загрузить файл
Тормоз, диск в сборе с 8 проушинами, 8000 фунтов. ось, шпилька 9/16”, ВОЕННАЯ (PDF) Загрузить файл
Тормоз, диск в сборе, 8 проушин, 8000 фунтов. ось, шпилька 5/8″ (PDF) Скачать файл
Тормоз, диск в сборе с 8 проушинами, 8000 фунтов. ось, шпилька 5/8″, ВОЕННАЯ (PDF) Загрузить файл
Тормоз, диск в сборе с 8 проушинами, 9000 фунтов. ось с листовой рессорой (падающая) (PDF) Загрузить файл
Тормоз, диск в сборе с 8 проушинами, 10 000 фунтов. Ось GD Torflex (PDF) Загрузить файл
Гидравлический привод тормозов прицепа Hydrastar Руководство по техническому обслуживанию Скачать руководство
Установка тормозного привода гидравлического прицепа Hydrastar Просмотр видео (YouTube)
Гидравлический тормозной привод прицепа Hydrastar Поиск и устранение неисправностей Просмотр видео (YouTube)
Документация DeeMaxx
Тормозной диск 225 в сборе Deemaxx – нержавеющая сталь 3,5K Загрузить файл