شبيه سازي آزمون واژگوني اتوبوس O457 و اصلاح سازه آن
بهمنظور ارضاي شرايط آزمون

محسن اصفهانيان*، احسان كبيري** و سعيد ضيائي راد*** دانشكدة مهندسي مكانيك، دانشگاه صنعتي اصفهان

(دريافت مقاله: ۱۵/۸/۱۳۸۷ – دريافت نسخه نهايي: ١٩/١٢/١٣٨٨)

چكيده – ه دف از اين مقاله، بررسي استان دارد اروپايي واژگوني (Rollover – ECE.66) روي اتوبوس O457 اس ت. اعمال آزمون واژگوني روي سازه مورد نظر به صورت شبيهسازي رايانهاي انجام گرفته اس ت. با توجه به ان دازه بزرگ سازه تحلي لش ده و ع دم دسترسي به ابررايانه ها، به استناد خودآييننامه واژگوني از روش معادل آزمون اصلي يعني شبيهسازي آزمون واژگوني روي مقطع -ب دنه استفاده ش ده اس ت. به دلي ل ع دم ام كان آزمـون عملي، نتايج حاص ل از شبيهسازي به صورت كيفي با نتايج تجربي مربوط به كارهاي مشابه مقايسه ميگردد. در پايان شبيهسازي مشاه ده ميشود كه عم ده تغييرش كلهاي ايجادش ده در مح ل اتصال ستونها با سقف و شاسي بوده و خود س ـقف و شاس ـي تغييرش ـ كلهاي كم ـي پي ـ دا ك ـردهان ـ د .
تغييرش كلهاي ايجاد ش ده در سازه، از ح د مجاز تعيينش ده در استان دارد بيشتر بوده و اتوبوس تحلي ل ش ده شراي ط آزمون واژگوني را ارضا نميكن د، ل ذا پيشن هاداتي براي افزايش استح كام سازه ارائه ش ده و با توجه به ام كانات موجود در كارگاههاي ساخ ت، به اصلاح سازه مورد نظر پرداخته ش دهاس ت.

واژگان كليدي : شبيهسازي المانمح دود – استان دارد ECE66- آزمون واژگوني – اتوبوس

Rollover Simulation and Required Structural
Modification of O457 Bus

M. Esfahanian, E. Kabiri and S. Ziaei-Rad

Mechanical Engineering Department, Isfahan University of Technology

Abstract: The present paper is to examine European rollover standard (ECE66) on O457 bus, using computer simulation method. Due to the huge size of the analyzed structure and unavailability of supercomputers and also according to the rollover

640088779

* – استاديار ** – دانشجوي كارشناسي ارشد *** – دانشيار عددي
regulation, the equivalent method, i.e., body section rollover test is selected. Also, because of impossibility of real test, the simulation results have been qualitatively compared with the existing experimental results. The extracted results show that deformation occurs mainly in the pillar-to-floor and pillar-to-roof joints, while the roof and chassis have small deformations. As the deformations in the body were greater than the standard level and the bus failed the test, suggestions were made to increase the body strength. The suggestions are based on the available capabilities and limitations of the production process.

Keywords: Finite element simulation, ECE66 standard, Rollover test, Bus.
١- مقدمه
پيشبيني دقيق ميزان استحكام ساختار وسايلنقليـه، بـرايتعيين ميزان امنيت آنها و همچنين كاهش آسيبهاي واردشده بهمسافرين، ضروري است. شركتهاي خودروسـازي در داخـل وخارج از كشور، همواره در حال اصلاح طرحهاي خود و ارائهم ـدلهايي جديدند. بــدين منظور تحليله ـاي م تنــوعي روي قسمتهاي مختلف خودرو انجام ميشـود تـا اجـزاي مختلـفخودرو بتوانند عملكرد بهتري از خـود نـشان بدهنـد. آزمـون واژگوني نيز يك آزمون ديناميكي است كه براي سنجش ميزاناستحكام بدنه خودروها انجام ميگيرد. در ايـن ميـان رعايـتاستاندارد واژگوني در ساخت خودروها، در كـشورهايي نظيـرامريكا و سوئد اجباري شـده و در سـاير كـشورهاي پيـشرفتهاروپايي نيز حركت بهسوي ايـن هـدف جريـان دارد. در ايـنمقاله نيـز بـا هـدف افـزايش امنيـت مـسافران در اتوبوسـهايبرون شهري، تلاش شده است تا به بررسي اسـتاندارد اروپـاييواژگوني، بر روي يكـي از اتوبوسـهاي تول يـدشـده در داخـلكشور پرداخته شود.
واژگوني نوعي تصادف است كه در آن خودرو حداقل يك چهارم دور دوران ميكند، صرفنظر از اينكه خودرو در پايـانچرخش، بر روي پهلو يا سقف قـرار گيـرد و يـا حتـي دورانكامل كرده و بر روي تايرهـا قـرار بگيـرد [١]. اغلـب اوقـاتپديده واژگوني هنگامي روي ميدهد كه وسـيلهنقليـه پـس ازترك جاده با جدول يا حفاظ كنار خيابان يـا چيـزي شـبيه آنبرخورد كرده و به آن گير كرده و به زمين ميخـورد ١. درصـدكمي از تصادفات واژگوني در اثر اصطكاك ميان تاير و جـادهاست٢. واژگونيهاي نوع دوم غالباﹰ در اثر يـك تغييـر موقعيـتناگهاني در جاده مانند چرخشها يا تغيير مـسيرهاي سـريع رخداده و همچنين بيشتر تابع ويژگيهاي فيزيكي وسيلهنقليه بـودهو قابــل پــيشگيــري انــد [٢]. احتمــال پديــده واژگــوني دروسايل نقليه سنگين كه مركزثقل آنهـا نـسبت بـه خودروهـايسـبك در نقطـهاي بـالاتر از سـطح زمـين قـرار دارد، بيـشتر است [٣].
واژگوني وسايل نقليه يكي از جديترين تـصادفات جـادهاي وسايلنقليه است، چرا كه احتمال آسـيبهاي منجـر بـه مـرگ درواژگوني نسبت بهساير تصادفات جـادهاي بـسيار بيـشتر اسـت.
تحقيقات انجام شده در سالهاي ۱۹۹۷ تا ۲۰۰۱ نشان ميدهد كهعليرغم آنكه درصـد تـصادفات واژگـوني در قيـاس بـا سـايرتصادفات خيلي كم است %۸ ، اما مرگ و ميـر %۳۱ و آسـيبهايجدي وارد به مسافرين %۲۱ در پديده واژگوني، سهم عمـدهاي را در آسيبها و تلفات جادهاي به خود اختصاص ميدهد. آمـار وارقام دقيقتر براي مقايسه درصد انواع تصادفات و نوع آسـيبهايوارده، در شكل (۱) آورده شده است [۴].
واژگوني از مباحث روز دنيا بوده و قدمت چندان زيـاديندارد. نااوكي ني و دسـتيارش، در مقالـهاي بـا عنـوان روشتحليل آزمون واژگوني در اتوبوسهاي بزرگ، اقدام بـه انجـاميك آزمون عملي و شبيهسازي رايانـهاي براسـاس اسـتاندارداروپايي كرده و بـه تطـابق خـوبي ميـان جوابهـاي عملـي بـاشبيه سازي انجام شده رسيدند . بـه منظـور انـدازهگيـري ميـزانتغييرشكل ستونها در هنگام واژگوني، از يك سري نمونههاي پلاستيكي به عنوان نمادي بـراي فـضاي سرنـشينان۳ اسـتفاده كردند و تعدادي سوزن با اندازه مشخص، مطـابق شـكل (۲) كارگذاشتند و در پايان واژگوني با انـدازهگيـري ميـزان نفـوذسوزنها به داخل نمونههاي پلاستيكي، مقدار دقيق تغييرشـكلستونها و نفوذ آنها به فضاي ايمن سرنشينان معين شـد. آنهـابه ارائه دو راهكار براي كاهش زمان محاسبات در شبيه سازي المـــانمحــ دود پرداختنــ د. اول آنكـــه قــ سمتهايي از مدل كه در آنها تغييرشكلهاي اندك پديدار مي شود به صورتكلي و با المانهاي صلب مـدل شـود. ديگـر آنكـه زمـان انجـامتحليل كاهش يابد يعنـي آنكـه تحليـل سـازه از لحظـه قبـل ازبرخورد با زمين آغاز شود. بدين منظور سرعت وسيلهنقليه قبـلاز برخورد نياز است كه امكان بهدست آوردن آن از روي آزمون عملــي و يــا بــا تقريــب خــوبي توســط محاســبات وجــود دارد [۵].
بلينگاردي، مارتلﹼو و پروني در نشستي در تورينو ايتاليا، بـه- بررسي تأثير صندليها و نحوه اتصال سرنشينان در آسيبهاي وارده در هنگام آزمون واژگوني پرداختنـد. در هنگـام واژگـوني تنهـابخشي از جرم سرنشينان به سازه كوپل (متصل) ميشود كه اينمقدار به نحوه اتصال به صـندليها بـستگي دارد. در جـدول (۱) درصد جرمهاي كوپلشـده بـر اسـاس انـواع اتـصال، مـشخص

شكل
١

به

وارده

آسيبهاي

نوع

و

تصادفات

انواع

درصد

مقايسه

سرنشينان

]
٤
[

شكل
٢

اندازه

به

تغييرشكلها

دقيق

مقدار

گيري

كمك

سوزن
]
٥
[

شكل

١

به



قیمت: تومان


دیدگاهتان را بنویسید