Поломка рессор подвесок автомобилей в условиях эксплуатации происходит главным образом в результате усталостного разрушения ее листов. Эти разрушения появляются под действием случайных динамических нагрузок, возникающих в листах рессоры во время ее работы в различных дорожных условиях. Для предотвращения таких поломок рессор или снижения их количества необходимо применительно к каждому конкретному автомобилю в зависимости от его конструкции, назначения и условий эксплуатации вводить в расчет рессор на стадии проектирования и оценку усталостной прочности. При аналитических исследованиях нагрузочных режимов работы рессор на моделях автомобиля приходится всегда делать различные упрощающие предположения. Поэтому результаты расчетов всегда в какой-то степени отличаются от действительных при работе реального автомобиля. Следовательно, экспериментальное изучение закономерностей колебательных процессов, связанных с режимами нагружения рессор является актуальным вопросом.
Сегодня для создания и выпуска на рынок конкурентоспособного изделия необходимо придать ему высокие потребительские качества. Для этого требуется оценить, как поведет себя будущее изделие в реальных условиях эксплуатации. Проведение испытаний на прототипах – это достаточно трудоемкое и дорогое занятие. Убедиться в работоспособности изделия, не прибегая к большим затратам времени и средств, позволит использование инструментов компьютерного инженерного анализа для решения конструкторских задач и расчета технологических процессов. Одним из таких программных продуктов является SolidWorks – программный комплекс САПР для автоматизации работ промышленного предприятия на этапах конструкторской и технологической подготовки производства. Обеспечивает разработку изделий любой степени сложности и назначения. Работает в среде Microsoft Windows. Разработан компанией SolidWorks Corporation, ныне являющейся независимым подразделением компании Dassault Systemes (Франция). Программа появилась в 1993 году и составила конкуренцию таким продуктам, как AutoCAD и Autodesk Mechanical Desktop, SDRC I-DEAS и Pro/ENGINEER. Решаемые задачи SolidWorks при конструкторской подготовки производства: 3D проектирование изделий (деталей и сборок) любой степени сложности с учётом специфики изготовления; создание конструкторской документации в строгом соответствии с ГОСТ-ом; промышленный дизайн; реверсивный инжиниринг; проектирование коммуникаций; инженерный анализ; экспресс-анализ технологичности на этапе проектирования [1, 2, 3].
В 2016 году на кафедрах технических университетов выполнена работа по исследованию нагруженности рессоры. В работе при проведении исследований были использованы инструменты компьютерного инженерного анализа.
Алгоритм проведения исследования в SolidWorks «Simulation», включает следующие основные этапы: моделирование рессоры; задание исходных требований; проведение исследования рессоры в SolidWorks «Simulation».
Результаты исследования рессоры в SolidWorks «Simulation» представлены на рис. 1-3.
а) б)
в) г)
Рис. 1. Результаты исследования рессоры в SolidWorks «Simulation» – Напряжение
а) б)
в) г)
Рис. 2. Результаты исследования рессоры в SolidWorks «Simulation» – Перемещение
а) б)
в) г)
Рис. 3. Результаты исследования рессоры в SolidWorks «Simulation» – Деформация
Сравнение результатов исследования рессоры в SolidWorks «Simulation» представлено в виде диаграммы на рис. 4.
Рис. 4. Сравнение результатов исследования рессоры в SolidWorks
Таким образом, исследования выполняемые в программной среде SolidWorks, на наш взгляд, имеют серьезное прикладное значение, что, несомненно будет интересно для инженерно-технических и научных работников, занимающихся исследованиями в области нагрузочных режимов работы рессор автомобилей.