Испытание авто на прочность

Испытание на прочность: как на самом деле проверяют автомобили LADA на заводе?

Новые испытательные мощности в Тольятти теперь расположили внутри цеха, сделав проверку каждого автомобиля, сошедшего с конвейера, более тщательной, но вместе с тем компактной и совсем независящей от погоды. Что сегодня представляет собой испытательный трек LADA, и как его удалось разместить внутри цеха — расскажет портал «АвтоВзгляд».

На всех автомобильных заводах по всему миру новые автомобили испытывают на небольшом, призаводском полигоне. Такая процедура в обязательном порядке входит в ОТК и является причиной нескольких десятков километров, что горят на одометре каждого нового, впервые приобретенного автомобиля. Естественно, был такой и в Тольятти. Однако его построили в семидесятых, когда трава была зеленее, солнце ярче, а машины медленнее. Да и на дорогах автомобили встречались куда реже, чем сегодня. Старый полигон уже не отвечал современным стандартом, поэтому тольяттинский автогигант решился на реализацию весьма амбициозного плана, имя которому End Of Line. Конец линии.

Суть проекта — это полностью принципиально новая система с точки зрения улучшения контроля качества готовых автомобилей. Круг самого трека, по которому перемещаются машины в процессе тестирования, теперь находится внутри сборочного цеха, что само по себе впечатляет, да и к тому же несет весьма существенные преимущества: новые машины не страдают от камней и осадков, попадая к покупателям действительно новыми, без малейших царапин и сколов, а погодные условия более не влияют на качество проводимого испытания.

Рабочие конвейера, кстати, обновку даже не замечают, поскольку трасса скрыта от них звукопоглощающими панелями и оснащена системой вентиляции. Полигон представляет собой восемь всегда чистых спецучастков с разными типами покрытий, а также с имитацией различных препятствий, но его длина стала в четыре раза короче, что позволило не только выдавать счастливым покупателям машины, у которых значительно меньший пробег, но и ускорить сам процесс испытаний. Теперь на новом треке можно «прогонять» до 150 автомобилей в час!

АВТОВАЗ модернизирует производство для новой «Нивы»

АВТОВАЗ предложил сотрудникам новую схему покупки автомобилей

Следующий этап End Of Line — современный пост контроля качества, оснащенный яркими лампами, также добротной шумоизоляцией и климат-контролем. Сделано все это с «умыслом»: сотрудники смогут работать в действительно комфортных условиях, так что точно сделают свое дело хорошо. Кстати, камера позволяет менять температуру света, настраивая лампы, что дает уникальную возможность заметить дефект на автомобиле любого цвета. Далее идет дождевая камера, которая призвана проверить новые машины на герметичность. Подумали, кстати, и про экологию: вода в дождевой камере идет «по кругу», поэтому ее расход всегда «в рамках разумного» и строго контролируется.

Такое испытание будут теперь проходить абсолютно все автомобили, сходящие с конвейера: и Renault, и LADA. Независимо от бренда и конечной стоимости, каждый экземпляр должен отвечать высоким стандартам готовой продукции Группы Рено, а для этого весь цикл сборки должен быть сыгран, как по нотам. Завод, который производит сложные и высокотехнологичные машины, а уж современную LADA сложно упрекнуть в обратном, должен быть современным. Как в общем, так и в частностях.

Новый испытательный полигон LADA — это еще один элемент становления отечественных машин на путь конкуренции с мировыми производителями. Но тут, как и в любом деле, главное сделать первый шаг и не растерять ускорение. АвтоВАЗ пока идет правильной дорогой.

Годы вынужденного простоя сегодня приходится компенсировать агрессивно, преодолевая возникающие препятствия быстрее окружающих. Новый полигон — это классический пример такого подхода. «Трек рожден в результате острой необходимости, экстремального мозго¬вого штурма, нас буквально заперли в актовом зале одной из вставок, сказали, без реше¬ния не выходить! Так появились сразу 5 рабочих вариантов», — вспо¬минают авторы проекта. Идея и ее реализация — результат беспрецедентного уровня ко¬мандной работы, в котором были задей¬ствованы специалисты почти всех производственных под¬разделений. Полигон начал обре¬тать очертания, а потом и жизнь в рекордно сжатые сроки: в ноябре 2019 года стартовали работы по демонтажу брусчатки на откры¬том треке, а в конце февраля 2020 года за¬работал новый, уже внутренний.

Источник

Как проводят краш-тесты автомобилей

В современном мире при разработке автомобиля не обойтись без компьютерного моделирования, но никакой компьютер не в силах обнаружить потенциальные недостатки в безопасности машины. Выявить все слабые места модели можно лишь в «боевых» условиях, поэтому крупнейшие автогиганты ежегодно разбивают несколько сотен машин, чтобы убедиться в их надежности. Все известные автобрэнды имеют полигоны для всестороннего испытания своих изделий на прочность, есть и независимые лаборатории.

Сегодня мы на примере аккредитованного немецкого краш-центра ADAC разберемся, как проходят краш-тесты автомобилей.

Для того, чтобы узнать как проходит этот процесс. посетим краш-центр ADAC в баварском городе Ландсберг. Центр аккредитован и соответствует требованиям Euro NCAP — европейского комитета по проведению независимых краш-тестов авто с оценкой активной безопасности и пассивной безопасности.

На сегодняшний день все автомобили испытываются по одному из двух сценариев аварий — европейскому Euro NCAP и американскому NHTSA. Как можно догадаться, сегодня займемся первым сценарием.

Лобовая встреча машины с препятствием лидирует по количеству пострадавших. К сожалению, даже строгие тесты по обоим версиям (NHTSA и EuroNCAP) во многом являются искусственными и часто не дают объективной оценки безопасности. В частности, авто тестируют только на определенной скорости, и тесты не дают ответа, какой будет деформация при более высоких или более низких скоростях.

Также подобные тесты не рассматривают ситуации столкновения легковой машины с крупногабаритным транспортным средством: автобусом, тягачом, грузовиком.

Сформировать полную картину надежности той или иной модели можно лишь с помощью многочисленных фронтальных и боковых столкновений. К примеру, прежде чем поступить в продажу, автомобиль Мерседес должен обязательно пройти целых 28 тестов на безопасность.

Первые тесты на безопасность выглядели весьма однообразно: две машины одной модели имитировали фронтальное столкновение на скорости 55км/ч с перекрытием в 50%. Сегодня испытатели все чаще сталкивают между собой машины разных классов, так, к примеру, «Volvo» проводила имитацию столкновения между легковым S40 и джипом XC90.

Нередко в программу тестов на безопасность входит столкновение легковой машины с грузовым транспортным средством на скорости 56 км/ч с перекрытием в 50%. В большинстве случаев легковушка оказывается под корпусом многотонной машины, сводя шансы пассажиров выжить к нулю. Подобные тесты позволили спасти немало жизней, благодаря разработке и внедрению так называемой противоподкатной конструкции FUPS для грузовиков.

Но лобовое столкновение не позволяет выявить все конструктивные недоработки испытуемой модели, многие из них можно обнаружить лишь при боковом ударе.

По данным статистики только в 2% аварий машины переворачиваются, однако, почти в половине случаев переворот становится причиной гибели пассажиров. Больше всего подвержены переворотам кабриолеты и большие внедорожники с высоко расположенным центром тяжести.

Интересно, что краш-тесты не всегда проводят на высоких скоростях. Например, безопасность бензобака проверяют следующим образом: тележку с грузом ударяют о задний бампер машины перекрытием 40% при 15-40 км/ч.

Особые тесты проводят с жизненно важными элементами конструкции — сиденьями и ремнями безопасности. Для этого существует специальный стенд с манекеном, который разгоняют до нужно скорости, а затем резко тормозят.

После проверяют безопасность машины сбоку: авто атакует тележка массой в 950 кг. Затем испытуемого сталкивают с железным столбом 254 мм в диаметре при 29 км/ч.

Четвертый пункт теста — испытание безопасности машины для пешеходов: манекен сбивают на скорости в 40км/ч.

Сегодня мы проследим за лидером по количеству пострадавших — фронтальным ударом. Тест Euro NCAP проводится на скорости 64 км/ч с перекрытием 40%. Поехали!

Мы смотрим столкновение на скорости 64 км/час. Манекены пристегнуты, работают подушки безопасности.

А что происходит при столкновении на более высокой скорости, когда водители игнорируют ремни безопасности?

Французские эксперты давно сняли сверхбыстрой камерой процесс столкновения автомобиля на скорости 80 км/час с неподвижным препятствием. В салоне находились манекены с датчиками, фиксирующими степень травматичности, которая была бы у живых людей. Манекены не пристегнуты, подушки безопасности отключены. Результаты шокируют:

1. Через 0,026 секунды: бампер машины после удара вдавливается. Сила, превышающая массу автомобиля в 30 раз, затормаживает его движение приблизительно на линии передних сидений. Однако пассажиры и водитель, если они проигнорировали пристегнуться ремнями безопасности, продолжают по инерции движение в салоне с той же скоростью — 80 км/час.

2. Через 0,039 секунды: водитель с сиденьем перемещается вперёд на 15 см.

3. Через 0,044 секунды: водитель упирается грудной клеткой в рулевое колесо и ломает его.

4. Через 0,05 секунды: деформация автомобиля замедляется, он резко останавливается. При этом сила инерции продолжает действовать на объекты внутри машины. Сила перегрузок, воздействующих на пассажиров и водителя, в 80 раз превышает их собственный вес.

5. Через 0,068 секунды: водитель с усилием в 9 тонн врезается в приборный щиток.

6. Через 0,092 секунды: водитель и сидящий спереди пассажир синхронно головами врезаются в переднее ветровое стекло, получая смертельные травмы.

7. Через 0,1 секунды: повисший на руле водитель откидывается назад — в это время он уже мёртв.

8. Через 0,11 секунды: транспортное средство начинает откатываться назад.

10. Через 0,15 секунды: сила инерции исчерпана. Машина окончательно останавливается. Лишь обломки пластика и металла вместе со стеклянными осколками разлетаются в стороны. Облако пыли окутывает место столкновения. В салоне неподвижно лежат тела.

Испытания не ограничиваются вышеперечисленным списком тестов, некоторые из которых могут иметь очень маленький процент в отношении общего числа аварийных ситуаций (к примеру, авария автомобиля с прицепом). Однако можно констатировать одно: все известные марки авто уделяют безопасности своей продукции первостепенное значение, с каждым годом безопасность машин повышается.

Редакция сайта не несет ответственности за содержание блогов. Мнение редакции может отличаться от авторского.

Источник

Методы, применяемые для испытания машин на надежность

Основная цель испытаний на надежность – определить уровень на­дежности изделия и оценить его числовыми показателями. Знание уров­ня надежности машины и его зависимости от основных факторов позво­лит решить широкий круг вопросов, связанных с разработкой рацио­нальной конструкции машины, с технологией ее изготовления и мето­дами эксплуатации.

Источники информации о надежности машин были рассмотрены выше, откуда видно, что испытанию по показате­лям надежности машина подвергается на всех стадиях своего жизненно­го цикла.

При этом применяются разнообразные методы испытаний, начиная от комплексных исследовательских испытаний опытных образцов ма­шины и кончая сбором статистической информации из сферы эксплуа­тации и ремонта.

Испытания на надежность занимают особое место в общей системе испытаний различных объектов.

В зависимости от условий испытаний и определяемых характеристик различают такие виды испытаний, как испытания на функционирова­ние, на стойкость к внешним воздействиям (механическим, климатиче­ским и др.), на надежность и т.д.

Различные категории испытаний направлены на достижение сле­дующих целей:

• выбрать оптимальные проектные, конструктивные и технологи­ческие решения при разработке и доведении изделия до необхо­димого (заданного) уровня качества и надежности (исследова­тельские, доводочные, предварительные, приемочные);

• обеспечить стабильность достигнутого уровня качества в процес­се изготовления (квалификационные, приемо-сдаточные, перио­дические, инспекционные);

• установить возможность продолжения эксплуатации или исполь­зования изделия, оценить качество его ремонта (периодические, послеремонтные);

• оценить технический уровень изделия (аттестационные);

• защитить рынок и потребителей от продукции, не соответствую­щей требованиям стандартов, в том числе при международном товарообмене (сертификационные).

На основании результатов испытания принимаются решения о воз­можности изготовления изделия, серийного его выпуска, сдачи продук­ции заказчику, выдачи сертификата.

Объектом испытания на надежность могут быть:

образцы, если испытываются свойства материалов, определяющие долговечность изделий (испытания на износостойкость, усталостную прочность, коррозионную стойкость и т.п.);

детали, сопряжения и кинематические пары, если необходимо вы­явить влияние конструктивных и технологических факторов на срок службы данных сопряжений (испытание подшипников, зубчатых колес, направляющих, шарниров и т.п.);

узлы машины, когда учитывается взаимодействие отдельных меха­низмов и элементов конструкции и их влияние на технические показа­тели объекта (испытание коробок скоростей, редукторов, двигателей, гидроагрегатов, систем управления, отдельных целевых узлов машины);

машина в целом, когда учитывается взаимодействие всех механиз­мов и узлов в машине, условия ее эксплуатации и режимы работы (стендовые и эксплуатационные испытания станков, автомобилей, са­молетов и др.);

система машин, когда на показатели надежности влияет взаимодей­ствие отдельных машин, связанных в единый производственный ком­плекс (надежность работы автоматических линий или цехов на заводе, самолетов с учетом оборудования аэродромов, машин и агрегатов ко­рабля и т.п.).

Таким образом, испытаниям могут подвергаться разнообразные из­делия, начиная от простых, обладающих однородными свойствами и одним или несколькими выходными параметрами, и кончая сложными машинами и комплексами.

Объектом испытания может быть данное изделие, специально вы­полненная его модель (изделие или его часть, выполненные в масштабе) или макет (упрощенное воспроизведение изделия или его части).

Методика испытаний на надежность и их объем зависят от сложно­сти изделия и его специфических особенностей.

По месту проведения испытаний они могут быть стендовыми, поли­гонными и эксплуатационными.

Стендовые испытания позволяют непрерывно вести наблюдение за установленными характеристиками машины, целенаправленно изменять режимы и условия работы объекта испытания.

На стендах испытываются как отдельные узлы и агрегаты машины, так и машина в целом. При разработке методики испытаний нужно стремиться к тому, чтобы режимы и условия испытаний изделия в наи­большей степени соответствовали эксплуатационным.

Стендовые испытания опытного образца машины, ее натурной моде­ли или серийных образцов являются завершающим этапом проектиро­вания и изготовления машины.

В результате испытания должны быть оценены фактические харак­теристики качества и надежности машины и установлено их соответст­вие техническим условиям.

Информация, полученная в результате испытания, является основ­ным источником для принятия решений о совершенствовании конст­рукции, технологии и методов эксплуатации машины.

Эксплуатационные и полигонные испытания опытных и серийных образцов машин широко применяются для получения данных о надеж­ности изделий. При полигонных испытаниях стремятся создать наибо­лее тяжелые условия эксплуатации, чтобы проверить работоспособ­ность всех узлов и механизмов. Так, опытные образцы автомобилей пе­ред их серийным производством испытываются на специально выбран­ных или искусственно созданных плохих дорогах и в различных клима­тических условиях. Эти испытания позволяют выявить недолговечные элементы машины, правильность взаимодействия узлов и механизмов и их работоспособность в тяжелых условиях функционирования машины.

Эксплуатационные испытания представляют собой систему наблю­дений за работающими машинами с применением статистических мето­дов обработки информации о возникающих отказах.

Если испытания проводятся в течение всего периода эксплуатации, то они позволяют получить необходимые сведения о качестве и надеж­ности машины, оценить влияние на надежность основных факторов, наметить пути совершенствования конструкции. Основной недостаток эксплуатационных испытаний заключается в том, что полные данные о надежности можно получить лишь через длительный период времени, когда машина может морально устареть. При проектировании новой модели машины информацию о ее надежности из сферы эксплуатации используют для принятия решений об основных изменениях конструк­ции, а также оценивают возможность применять оправдавшие себя узлы прототипа.

Для ускорения получения информации о надежности часто проводят непродолжительные эксплуатационные испытания (наблюдения), при которых фиксируются возникающие отказы и дается статистическое описание случайного потока отказов.

Оценка параметра этого потока дает определенную информацию об уровне надежности испытываемого объекта.

Рисунок 1 – Характеристики, измеряемые при испытании объекта на надежность в зависимости от его сложности

Для механизмов, узлов и, тем более, машин основным объектом измерения являются их выходные параметры. Процессы повреждения уже исследовались и оценивались при испытании материалов и от­дельных элементов машины. При испытании всей машины процессы старения обычно регистрируются лишь для наиболее ответственных элементов, определяющих, в основном, работоспособность сложного изделия, например, износ цилиндров двигателя, направляющих станка и т.п.

Определение показателей надежности сложного изделия является весьма трудной задачей по следующим причинам.

Во-первых, при испытании надо за сравнительно короткий промежу­ток времени оценить, как будет работать машина в течение длительного периода ее эксплуатации.

Во-вторых, необходимо учитывать, что показатели надежности имеют вероятностную природу, а при испытании опытных образцов можно использовать один-два объекта.

В-третьих, для многих машин характерен широкий диапазон режи­мов работы и условий эксплуатации.

В настоящее время нет установившихся методов испытания машин на надежность, а идет поиск и апробирование различных вариантов проведения таких испытаний, изыскание новых методов оценки надеж­ности.

Наибольшее распространение получили следующие виды испыта­ний на надежность:

а. Кратковременные испытания, когда оценивается безотказность работы машины за смену, сутки, неделю или другой сравнительно не­продолжительный промежуток времени. Эти испытания выявляют ма­лостойкие и некачественно выполненные элементы, но не могут харак­теризовать надежность машины за длительный период эксплуатации. Для отказавших деталей определяют наработку на отказ или параметр потока отказов.

б. Ресурсные испытания ставят своей целью оценить ресурс машины по ее основным (выходным) параметрам. Если испытания проводить без форсирования условий работы машины, то их длительность будет весь­ма велика, а полученные результаты отражают лишь свойства данного объекта при принятых условиях испытания. Поэтому при проведении ресурсных испытаний требуется быстрейшее получение информации за счет применения ускоренных или специальных методов испытания.

в. Ускоренные испытания на надежность часто считают тем ключом, который дает возможность получить показатели надежности за сравни­тельно короткий промежуток времени. Различают форсированные ис­пытания, основанные на интенсификации процессов, вызывающих отка­зы или повреждения, и сокращенные, уплотненные по времени испыта­ния без интенсификации этих процессов.

Уплотнение испытаний по времени, как правило, не искажает про­цесса потери машиной работоспособности, но дает заметный эффект лишь для тех изделий, которые мало загружены в процессе нормальной эксплуатации. Современные машины работают в интенсивных условиях эксплуатации с высоким коэффициентом использования, и применение данного метода ускорения испытаний не дает заметного эффекта.

Форсирование режимов испытания за счет применения более высо­ких нагрузок, скоростей, температур, по сравнению с эксплуатацион­ными, интенсифицирует процессы повреждения и ускоряет наступление отказа.

Однако такой метод ускоренных испытаний следует применять весьма осторожно, так как работа механизмов при форсированных ре­жимах может вызвать новые явления, не характерные для нормальных условий эксплуатации, и качественно изменить картину отказов. В этом случае пересчет показателей надежности на нормальные условия рабо­ты изделия будет иметь формальный характер и может привести к гру­бым ошибкам.

Существуют многочисленные примеры успешного проведения форсированных испытаний на надежность сравнительно простых изделий с одним ведущим процессом разрушения, например, износом или устало­стью. Но попытки проведения таких испытаний для всей машины, как правило, успеха не имеют, особенно, когда это связано с показателями точности ее функционирования.

г. Использование диагностических процедур при испытаниях на на­дежность. Методы технической диагностики, которые применяются для обнаружения и поиска причин потери изделием работоспособности и установления вида и места возникновения повреждений мо­гут с успехом использоваться и при испытаниях машин на надежность.

В последние годы помимо традиционных методов применения диагно­стики в процессе эксплуатации машин она используется и при испытаниях новых моделей.

Для этой цели, особенно для объектов с высокими требованиями к надежности, создаются сложные автоматизированные системы диагно­стирования, которые при помощи датчиков измеряют большое число параметров, обрабатывают эти показания и делают заключение о рабо­тоспособности объекта.

Система диагностирования, которая включает объект и применяе­мые для этой цели средства, относится, по существу, к системам кон­троля. Специфика технической диагностики заключается в направлен­ности ее методов, когда оценка состояния сложного объекта проводится на основе управления этим объектом, осуществляемым по определен­ной программе.

Для каждого изделия имеется большое число диагностических при­знаков, по которым можно судить о его техническом состоянии. Этими признаками могут быть выходные параметры, определяющие работо­способность изделия, повреждения, которые приводят или могут при­вести к отказу изделия (величины износа, деформации, степень корро­зии и т.п.) и косвенные признаки, функционально связанные с работо­способностью изделия (акустические сигналы, температурные поля, наличие в смазке продуктов износа и др.).

Диагностирование может быть функциональным, когда измерения осуществляются во время работы машины, и тестовым, при котором на объект подаются специальные воздействия и по реакции машины судят о ее техническом состоянии.

В «образ» объекта могут быть включены параметры, характеризую­щие его качество, спектры эксплуатационных нагрузок, характеристики окружающей среды, показатели оператора и другие компоненты, опре­деляющие работоспособность изделия.

Методы технической диагностики должны быть элементом ком­плексных исследовательских испытаний машины на надежность.

д. Комплексные исследовательские испытания на надежность.

Этот вид испытаний является завершающим этапом при создании новых моделей машин и должен гарантировать, что установленный уровень надежности будет реализован в процессе эксплуатации машины. Комплексные испытания новых образцов машины являются, как правило, результатом исследовательских работ по оценке тех или иных характеристик машины, по изысканию новых методов измерения пара­метров, по проверке теоретических расчетов, примененных при проек­тировании.

В процессе конструктивной доводки сложных машин обычно внача­ле проводятся лабораторные испытания на надежность (ресурсные ис­пытания) элементов конструкции и отдельных систем.

В лаборатории прочности и надежности проводятся статические и динамические испытания узлов, деталей, систем и агрегатов изделия, вибрационные и усталостные испытания деталей и узлов, испытания на износ отдельных сопряжений и механизмов, а также уплотненные по времени (ускоренные) испытания отдельных узлов и механизмов.

Главную трудность представляют комплексные испытания на пара­метрическую надежность всей машины, когда необходимо оценить воз­можные изменения выходных параметров в течение ее длительного ис­пользования.

При разработке методик комплексных испытаний машин обычно имеют место две тенденции: стремление сократить продолжительность испытаний и расширить объем информации о работоспособности ма­шины в различных условиях ее эксплуатации.

Эти проблемы частично решаются путем привлечения дополнитель­ных источников информации о надежности и, прежде всего, за счет:

• использования данных о прототипах и о результатах исследова­ния отдельных элементов машины;

• сочетания испытания с прогнозированием параметрической на­дежности;

• применения методов моделирования процессов старения;

• использования результатов диагностических процедур;

• разработки специальных режимов испытания машины;

В различных отраслях машиностроения имеются примеры примене­ния комплексных испытаний опытных образцов машин и агрегатов, отражающих их специфику и учитывающих научно-технический потен­циал отрасли. Так, можно упомянуть известную методику фирмы Schenk для испытания автомобилей по диагностическим характеристи­кам и на усталостную прочность, эквивалентные испытания газотур­бинных авиационных двигателей и др.

Методики оригинальных исследований для оценки характеристик новых моделей машин и разработка на этой основе более совершенных конструкций являются, как правило, достоянием фирм.

Оценивая различные методы испытания машин на параметрическую надежность, можно отметить и их недостатки.

1. Нет общей методологии комплексных испытаний. Для каждой машины, в зависимости от ее специфики и научно-технического потенциала отрасли, ищут свои пути решения этой проблемы.

2. При испытаниях, как правило, не учитывается вероятностная природа всех процессов, влияющих на выходные параметры из­делия.

3. Прогнозирование возможного изменения выходных параметров и моделирование наиболее характерных для машины процессов из­нашивания еще не стали органическим элементом комплексного испытания.

4. Возможности диагностических методов используются часто не полностью и не находятся во взаимодействии с другими проце­дурами испытательного процесса.

5. Возможности ЭВМ чаще всего используются для обработки экспериментальных данных, реже для управления испытанием, и лишь в отдельных случаях создается единая программа, которой предусмотрено также моделирование процессов изнашивания и прогнозирование показателей надежности.

В рассмотренном ниже программном методе испытания машин по показателям качества и параметрической надежности сделана попытка устранить указанные недостатки. Метод апробирован при испытании прецизионных металлорежущих станков.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник