Chassisberekening. Document status and date: Gepubliceerd: 01/01/1987. Document Version: Uitgevers PDF, ook bekend als Version of Record

Transcriptie

1 Chssisberekening Cittion for published version (APA): Brk, L. H., & Dukul, M. E. (1987). Chssisberekening. (DCT rpporten; Vol ). Eindhoven: Technische Universiteit Eindhoven. Document sttus nd dte: Gepubliceerd: 01/01/1987 Document Version: Uitgevers PDF, ook bekend ls Version of Record Plese check the document version of this publiction: A submitted mnuscript is the version of the rticle upon submission nd before peer-review. There cn be importnt differences between the submitted version nd the officil published version of record. People interested in the reserch re dvised to contct the uthor for the finl version of the publiction, or visit the DO to the publisher's website. The finl uthor version nd the glley proof re versions of the publiction fter peer review. The finl published version fetures the finl lyout of the pper including the volume, issue nd pge numbers. Link to publiction Generl rights Copyright nd morl rights for the publictions mde ccessible in the public portl re retined by the uthors nd/or other copyright owners nd it is condition of ccessing publictions tht users recognise nd bide by the legl requirements ssocited with these rights. Users my downlod nd print one copy of ny publiction from the public portl for the purpose of privte study or reserch. You my not further distribute the mteril or use it for ny profit-mking ctivity or commercil gin You my freely distribute the URL identifying the publiction in the public portl. f the publiction is distributed under the terms of Article 25f of the Dutch Copyright Act, indicted by the Tverne license bove, plese follow below link for the End User Agreement: Tke down policy f you believe tht this document breches copyright plese contct us t: openccess@tue.nl providing detils nd we will investigte your clim. Downlod dte: 16. Apr. 2019

2 Chssisberekening 1PH pril '87 n opdrcht vn: Hollnd Sportscrs Heerenveen

3 - 1 - nhoudsopgve nleiding Modelvorming 2.1. Het blkmodel 2.2. De belsting 2.3. De ondersteuning Resultten 3.1. De buigbelsting 3.2. De torsiebelsting Conclusies

4 nleiding De firm Hollnd Sportscrs Heerenveen heeft, vi bemiddeling vn de Rijksnijverheids Dienst te Zwolle, de vkgroep Fundmentele Werktuigkunde vn de Technische Universiteit Eindhoven verzocht een numeriek sterkte- en stijfheidsonderzoek te doen n een ontwerp vn een chssis voor een sportwgen. De berekeningen zijn nodig in verbnd met de keuring vn het voertuig door de Rijksdienst voor het Wegverkeer. De sttische berekenigen zijn uitgevoerd met behulp vn het computerprogrmm -DEAS vn SDRC. n dit verslg wordt melding gemkt vn de mnier wrop de berekeningen zijn opgezet en worden de resultten vn de berekeningen vermeld en vn commentr voorzien.

5 íbäelvoning 2.1. Eet blkodel Het chssis vn de sportwgen wordt gevormd door een frme bestnde uit zwre kokers ls lngsblken, die dwrs gekoppeld zijn door een kruisfrme en enkele dwrsblken. Zie fig. 1 en 2. Als bsis voor het ontwerp diende een Ford Grnd. Het is de bedoeling dt een complete voortrein, chterbrug en ndrijflijn vn een Ford Grnd wordt toegepst. De crrosserie wordt net ls het frme vn het chssis in eigen beheer vervrdigd. Het chssis wordt gemodelleerd uit blkelementen. n fig. 1 en 2 zijn de knooppunten -eindpunten vn de blkelementen- ngegeven. Er worden slechts twee verschillende profielblken toegepst, de krkteristieke wrden zijn in onderstnde tbel weergegeven. Tbel 1. Krkteristieken vn de blkdoorsnedes A cm2 x cm4 y cm4 J cm4 b 100*50*4 80*80*4 11,36 144,l 47,3 523,J 12,16 117,4 117,4 199,7 Op pltsen wr de verbinding vn dwrsblken met lngsliggers niet in &én vlk ligt is een strre verbinding tussen de boven elkr liggende knosppunteli gemûûelleeïd.

6 - 4 - Fig. 1. Bovennzicht vn het chssis met knooppuntnduiding.- i k.- Fig. 2. Zijnzicht vn het chssis

7 De belsting Er worden twee verschillende belstingssituties onderscheiden; een buigbelsting die het gevolg is vn de eigen gewichtsbelsting vn de diverse componenten en een torsiebelsting die oneffenheden in het wegdek simuleert. De buigbelsting n de berekening vn de buiging wordt er vn uitgegn dt deze belsting symmetrisch verdeeld is over de linker- en rechterzijde vn het chssis. n deze belsting worden de volgende bijdrgen verrekend: - de crrosserie: gescht gewicht 2500 N H - het chssis : " 2500 N - de versnellingsbk: 800 N Angezien de motor opgehngen is in een subfrme vn de voortrein wordt slechts een deel vn het motorgewicht opgenomen door het chssis. Evenzo wordt ook mr een deel vn het gewicht vn de voortrein en de chterbrug in rekening gebrcht ls belsting op het chssis. De belsting wordt verdeeld over de knooppunten; wr het de eigengewichtsbijdrgen betreft vn lngsblken en vn de crrosserie zijn deze bijdrgen steeds evenredig met de lengte vn de blkelementen. De bijdrgen vn de dwrsblken worden in de knooppunten vn de lngsliggers verrekend. n de dwrsblk bij de chterbrug wordt een krcht opgenomen die ontstt ls gevolg vn de bevestiging vn het differentieel. n fig. 3 zijn de knoopppuntsbelstingen weergegeven voor een helft vn de constructie. üe totle verticie belsting beûrgt 7930 N. De torsiebelsting Or een indruk te verkrijgen vn de torsiestijfheid vn het frme wordt ter pltse vn de chterbrug een torsiemoment ingeleid door middel vn twee tegengesteld gerichte, verticle krchten die ngrijpen op de plts wr de chterschroefveren tegen het frme zijn fgesteund. De krchten hebben een grootte vn N. Het zodnig opgewekte koppel heeft een grootte vn 100 Nm.

8 ..- i Fig. 3. Knooppuntskrchten en ondersteuning bij buigbelsting... Fig. 3b. Krcht en steunpunt in een zijde bij torsiebelsting

9 De ondersteuning De buigbelsting Gestreefd is nr een sttisch beplde ondersteuning vn het chssis, zodnig dt de rectiekrchten symmetrisch ten opzichte vn de lngss zullen zijn. De voors wordt vervngen door twee steunpunten die in x,y en z resp. x en y richting geen verpltsing kunnen ondergn. De enige vrijheidsgrd is dn nog een rottiemogelijkheid om de z-s. een horizontle s evenwijdig n de voors. Voldoende is slechts 4th steunpunt ter pltse vn de chters, wrbij verpltsing in de verticle ( y- ) richting wordt onderdrukt. Om een symmetrische krchtverdeling te verkrijgen is bij de chterophnging een element ngebrcht - een evenr - dt er voor zorgt dt beide steunpunten chter een even grote krcht in verticle richting opnemen. De evenrsblk zelf kn lleen roteren om de lngss vn het chssis. De torsiebelsting Het rectiekoppel vn de torsiebelsting moet worden opgenomen door twee steunpunten vn de vöö~cs. n onze iûûdel.k~iïig wrde:: dzur de Q O O ~ S ~ knooppunten vn het chssis voor gebruikt. Zie fig. 3b. De torsiestijfheid zl drdoor wellicht iets te lg uitvllen. Ook hier is gekozen voor steunpunten die in x,y en z resp. x en y-richting geen verpltsing toelten. Om te verhinderen dt de constructie ls str lichm beweegt, is een extr steunpunt ngebrcht in het midden vn de dwrsblk die chter de chterbrug is bevestigd. Dit steunpunt zl geen krchten opnemen.

10 Resultten 3.1. De buigbelsting Uit de berekeningen blijkt een symetrische verdeling vn de rectiekrchten in de oplegpunten. De grootte vn die krchten is: bij de voors: 1839 N elk; bij de chters: 2026 N elk. Een beeld vn de vervorming vn het chssis wordt gegeven in de fig. 4 en 5. Ook in de vervorming gedrgt het chssis zich bij deze belsting symmetrisch. De grootste verpltsing treedt op ter pltse vn het snijpunt vn het kruisfrme en bedrgt dr 0,7 mm. Met behulp vn de eindige elementenmethode worden eerst de verpltsingen vn lle knooppunten bepld, druit volgen dn snedegrootheden ls norml- en dwrskrchten en buigende en wringende momenten. Hieruit kunnen vervolgens de spnningen in de blkdoorsnedes worden berekend op de pltsen vn de blkknooppunten. Uit deze nlyse volgt dt de grootste spnning slechts 15 N/mim.mm bedrgt. Deze spnning treedt op in de lngsblken ter hoogte vn het kruisfrme. Als extr belsting wordt nog toegevoegd een simultie vn het eigen gewicht vn twee pssgiers, door twee puntkrchten vn elk 1000 N ngrijpend in het midden vn de lngsblken. Drdoor ontstt een nieuw vervormingsptroon dt echter in hoge mte overeen komt met het eerder fgeleide resultt. Nu geldt een mximle doorbuiging vn 1,7 mm en een grootste j.pânning vn 36!!,'m.m. De pltsen wr deze mxim optreden zijn hetzelfde ls bij de eerder uitgevoerde berekening.

11 P EO r- oo Ly u> 4 t U U k 8 r o c w i N O z u 9 c N z +: n. X.: c. t e 1 1 J l i 1 r' / J \\ X Y w U 2 O J #ÌC. Y.

12 O z 3 ri v, cir c. w, c & e +* B c*) v) Q w L=i H e o x r P - w o 6 i v, P L1 N Y U.!i O.J c' +rg.i.,

13 De torsiebelsting Het ngebrchte torsiemoment is ingevoerd ls een rekengrootheid om de tosiestijfheid te kunnen beplen. De grootte vn het koppel is dus niet mtgevend voor een werkelijke belsting. Ten gevolge vn het opgelegde koppel verpltsen zich de punten wr de krchten ngrijpen over een fstnd vn 36,3 mm. Bij deze wijze vn belsten en opleggen heeft het chssis een torsiestijfheid vn: 10000/36,3 * 980/2 = Nmm/grd n fig. 6 is de vervorming ls gevolg vn torsie in beeld gebrcht. De grootste spnning treedt op in de voorste dwrsblk en bedrgt ls gevolg vn deze belsting 20,5 N/mm.mm. 1

14 k2 F E O --. x L 1 c h W E u -1 P v) Y O s i o<

15 Conclusie De optredende spnningen en verpltsingen bij zowel de buigbelsting ls bij de simulering vn de torsiebelsting zijn dermte lg dt qu sterkte en stijfheid het onderhvige ontwerp n lle te stellen eisen zl voldoen.