Методи формалізованого представлення та аналізу параметрів кузовів легкових автомобілів
DOI:
https://doi.org/10.31359/2311.441X.2026.28.38Ключові слова:
довговічність, розрахункове напруження, кузов автомобіля, експериментальні дослідження, регресійний аналіз, параметрична оптимізація, графоаналітична інтерпретаціяАнотація
Анотація. Об’єктом дослідження є нормування параметрів і показників автомобільних кузовів та їх вузлів на етапі проектування із застосуванням експериментальних і розрахункових даних.
Метою дослідження є розробка методики формалізованого представлення, систематизації та аналізу результатів експериментальних і чисельно-аналітичних досліджень з метою забезпечення оптимального вибору конструктивних рішень і підвищення довговічності кузова легкового автомобіля.
Предметом дослідження є кількісні залежності між розрахунковим напруженням, експлуатаційним напрацюванням і конструктивними параметрами кузова, включаючи жорсткість, власну частоту, амплітуду відбиття характерних точок і технологічні показники якості зварних з’єднань.
Особлива увага приділяється встановленню статистично обґрунтованих залежностей між параметрами конструкції та довговічністю, що дозволяє оцінювати вплив окремих факторів на термін служби елементів кузова.
Дослідження базується на комплексному аналізі серійних автомобілів і результатів експериментальних стендових випробувань кузовів після зварювання, що включають оцінку динамічної реакції, реєстрацію появи втомних тріщин і визначення технологічних характеристик зварних швів. Для обробки даних використовуються методи регресійного аналізу, параметричної та багатокритеріальної оптимізації, а також графоаналітична інтерпретація експериментальних результатів. Формування єдиного банку даних забезпечує збереження і систематизацію інформації про розрахункові напруження і експлуатаційні напрацювання, що дозволяє використовувати накопичені результати на будь-якому етапі проектування і модернізації конструкцій.
Результати дослідження дозволяють встановлювати кількісні взаємозв’язки між конструктивними, технологічними та експлуатаційними показниками, що забезпечує ефективну корекцію та вдосконалення конструкцій автомобільних кузовів. Пропонований підхід сприяє підвищенню точності прогнозування довговічності, формуванню раціональних конструкторських рішень і створенню формалізованих моделей, придатних для автоматизованого проектування. Використання розробленої методики дозволяє скоротити тимчасові та матеріальні витрати при проектуванні та модернізації кузовів, а також підвищити надійність і безпеку експлуатації легкових автомобілів.
Посилання
Список використаних джерел
1. Shangguan Y., Wang W., Yang C., He A. Fatigue Strength Assessment of an Aluminium Alloy Car Body Using Multiaxial Criteria and Cumulative Fatigue Damage Theory // Applied Sciences. – 2023. – Vol. 13, No. 1. – P. 215. – DOI: 10.3390/app13010215.
2. Kuo E., Kelkar S. Vehicle Body Structure Durability Analysis // SAE Technical Paper 951096. – 1995. – https://doi.org/10.4271/951096.
3. Xie N., Lu Y.-H., Feng Z., Chen T.-L. Fatigue Strength Research on Aluminum Alloy Car Body for Railway Vehicle Based on Finite Element Analysis Method // Proc. of the 2015 International Conference on Material Science and Applications. – Advances in Physics Research. – 2015. – P. 885–891. – https://doi.org/10.2991/icmsa-15.2015.164.
4. Xin Cai Zhong, Zhen Yu Wu, Kai Song. A Research on the Methods of Fatigue Analysis for Vehicle Body Based on Real Road Conditions // Applied Mechanics and Materials. – Vol. 615. – 2014. – P. 93–100. – https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.615.93.
5. Kicko M., Frankovský P., Huňady R., Kaľavský A., Kostka J. Determination of the Fatigue Life of the Vehicle Construction Based on Strength Calculations // American Journal of Mechanical Engineering. – 2017. – Vol. 5, No. 6. – P. 274–279. – https://doi.org/10.12691/ajme-5-6-8.
6. Буряк М. В., Розум Р. І., Захарчук О. П., Прогній П. Б., Попович П. В., Шевчук О. С., Галущак Д. О. Оцінкавічності металоконструкцій автотранспортних засобів // Вісник машинобудування та транспорту. – 2022. – Вип. 15, вип. 1. – С. 11–16. – https://doi.org/10.31649/2413-4503-2022-15-1-11-16.
7. Мартинов І., Калабухін Ю., Труфанова А., Мартинов С. Аналіз напруженого стану кузовів пасажирських вагонів // Транспортні системи і технології. – 2024. – https://doi.org/10.32703/2617-9059-2024-43-9.
8. Попович П., Шевчук О., Побережна Л., Цон О., Ляшук О. Дослідження характеристик втомного руйнування металевих конструкцій транспортних засобів, що використовуються для транспортування агресивних матеріалів // Репозиторій Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя.
9. Дроздзель П., Попович П., Вітенко Т., Шевчук О., Золотий Р., Конончук О. Прогнозування довговічності транспортних засобів з урахуванням поширення корозійних поверхневих тріщин у конструктивних елементах // Науковий журнал Сілезького технологічного університету. Серія Транспорт. – 2018. – № 101. – С. 47–57. – https://doi.org/10.20858/sjsutst.2018.101.5.
10. Пачурін Г., Гончарова Д., Філіппов А., Шевченко С., Мухіна М., Кузьмін Н., Пачурін В., Матвєєв Ю., Кутепова Л., Смірнова З. Розробка технології випробувань на втому листових автомобільних матеріалів // Східно-Європейський журнал передових технологій. – 2018. – Т. 5, № 12 (95). – С. 31–37. – https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.144524.
References
1. Shangguan Y., Wang W., Yang C., He A. Fatigue Strength Assessment of an Aluminium Alloy Car Body Using Multiaxial Criteria and Cumulative Fatigue Damage Theory // Applied Sciences. – 2023. – Vol. 13, No. 1. – P. 215. – DOI: 10.3390/app13010215.
2. Kuo E., Kelkar S. Vehicle Body Structure Durability Analysis // SAE Technical Paper 951096. – 1995. – https://doi.org/10.4271/951096.
3. Xie N., Lu Y.-H., Feng Z., Chen T.-L. Fatigue Strength Research on Aluminum Alloy Car Body for Railway Vehicle Based on Finite Element Analysis Method // Proc. of the 2015 International Conference on Material Science and Applications. – Advances in Physics Research. – 2015. – P. 885–891. – https://doi.org/10.2991/icmsa-15.2015.164.
4. Xin Cai Zhong, Zhen Yu Wu, Kai Song. A Research on the Methods of Fatigue Analysis for Vehicle Body Based on Real Road Conditions // Applied Mechanics and Materials. – Vol. 615. – 2014. – P. 93–100. – https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.615.93.
5. Kicko M., Frankovský P., Huňady R., Kaľavský A., Kostka J. Determination of the Fatigue Life of the Vehicle Construction Based on Strength Calculations // American Journal of Mechanical Engineering. – 2017. – Vol. 5, No. 6. – P. 274–279. – https://doi.org/10.12691/ajme-5-6-8.
6. Buryak M. V., Rozum R. I., Zacharchuk O. P., Progniy P. B., Popovych P. V., Shevchuk O. S., Halushchak D. O. Оцінка довговічності металоконструкцій автотранспортних засобів // Вісник машинобудування та транспорту. – 2022. – Vol. 15, Iss. 1. – P. 11–16. – https://doi.org/10.31649/2413-4503-2022-15-1-11-16.
7. Martynov I., Kalabukhin Y., Trufanova A., Martynov S. Analysis of Stress State of Passenger Car Bodies // Transport Systems and Technologies. – 2024. – https://doi.org/10.32703/2617-9059-2024-43-9.
8. Popovych P., Shevchuk O., Poberezhna L., Tson O., Lyashuk O. The Study of Fatigue Failure Performance of Vehicle Metal Structures Used in Transportation of Corrosive Materials // Ternopil Ivan Pul’uj National Technical University Repository.
9. Droździel P., Popovych P., Vitenko T., Shevchuk O., Zolotyi R., Kononchuk O. Prediction of Transport Vehicles’ Durability with Consideration of Corrosive Surface Cracks Propagation in Structural Elements // Scientific Journal of Silesian University of Technology. Series Transport. – 2018. – No. 101. – P. 47–57. – https://doi.org/10.20858/sjsutst.2018.101.5.
10. Pachurin G., Goncharova D., Filippov A., Shevchenko S., Mukhina M., Kuzmin N., Pachurin V., Matveyev Y., Kutepova L., Smirnova Z. Development of Fatigue Test Technology of Sheet Automobile Materials // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. – 2018. – Vol. 5, No. 12 (95). – P. 31–37. – https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.144524.
