Оцінка міцності педалі акселератору в умовах критичних навантажень методом кінцевих елементів

Анотація

У роботі представлено методику формування крайових умов імітаційного розрахунку на міцність механічної педалі акселератору в середовищі Ansys (Transient Structural – для динамічних процесів навантаження; Explicit Dynamics – для ударних процесів), що є еквівалентною натурним випробуванням в умовах критичних навантажень згідно Правил ЄЕК ООН №13 (ДСТУ UN/ECE R 13-09-2002). В процесі досліджень проаналізовано фактори впливу на показники міцності (напруження та деформації) об’єкту досліджень: час прикладання навантажень з відокремленням на кроки; граничні значення межі текучості силуміну (залежать від способу виготовлення заготовки), що впливають на коефіцієнт запасу міцності та цілісність натискної частини педалі; середовище імітаційних випробувань Ansys (відповідний модуль розрахунку); конфігурація кінцево-елементної сітки (tetrahedral / hexahedral mesh).

За результатами розрахункового експерименту отримано висновки щодо міцності складових структур педалі з картами напружень та деформацій, а також запасом міцності у відповідних локаціях 3D-моделі. Запропонована методика може бути універсальною для оцінки міцності типових підлогових конструкцій педалей транспортних засобів й вважатися взаємозаміною сертифікаційним випробуванням за умови врахування реальних фізико-механічних властивостей матеріалів у кінцево-елементній моделі. Додаткову користь отримані дані несуть для перевірки значень реакцій, які передає педель через систему важелів до виконавчого органу – тросу дистанційного керування. Представлений підхід несе не тільки практичну користь та фінансову економію щодо проектування й тестування педалей, але й науковий інтерес з огляду на оцінку різних динамічних процесів.

Ключові слова: Правила ЄЕК ООН, аналіз міцності, максимальні навантаження, підлогова педаль, метод кінцевих елементів, Ansys, теорія Мізеса-Хенкі, напруження фон Мізеса