Результаты исследования рам

Установлено, что при увеличении толщины стенки лонжерона до 7,5 мм максимальные напряжения в отдельных точках рамы уменьшаются в 2 раза и более.

По результатам тензометрирования в МВТУ им. Н. Э. Баумана была рассчитана долговечность рамы автомобилей КрАЗ-255Б. Расчеты производились согласно гипотезе линейного суммирования накопленных повреждений. Из-за отсутствия данных по усталостным характеристикам рамы достоверность расчетов по абсолютному значению долговечности нельзя считать достаточно высокой. Однако расчетным путем довольно точно оценивается относительное увеличение долговечности рамы при применении лонжеронов со стенкой толщиной 7,5 мм вместо лонжеронов со стенкой толщиной 6,5 мм: долговечность усиленной рамы по критерию появления микротрешин длиной до 10 мм в 2-4 раза выше. Исходя из этого, в 1969 г. завод перешел на изготовление рам из швеллера со стенкой толщиной 7,5 мм вместо ранее применявшегося швеллера со стенкой толщиной 6,5 мм.

Для того чтобы определить, насколько целесообразно увеличение толщины стенки лонжеронов до 9,5 мм, была рассчитана напряженность рамы различных вариантов автомобиляКрАЗ-256Б. Рама рассматривалась как пространственная статически неопределимая система. Для удобства ввода информации в вычислительную машину рама была условно расчленена на 25 стержней, причем стержни правого лонжерона пронумерованы от 1 до 10, стержни левого лонжерона от 11 до 20, а поперечины от первой до пятой имели номера от 21 до 25. Расчет проводился для следующих нагрузочных режимов:

1) порожний, полностью снаряженный автомобиль па ровной площадке;

2) в кузове имеется равномерно распределенная нагрузка весом 12 тс, автомобиль находится на ровной площадке;

 3) то же, с отрывом переднего колеса от дороги;

4) то же, с отрывом одною колеса среднего моста от дороги;

5) то же, с отрывом обоих колес среднего моста от дороги;

6) то же, с отрывом одного колеса заднего моста от дороги;

7) то же, с отрывом обоих колес заднего моста от дороги;

8) в кузове нагрузка весом 12 тс, распределенная между передней стенкой кузова и осью задней подвески;

9) то же, с отрывом колес среднего моста от дороги.

Для выбора расчетной схемы предварительно изучались деформации рамы при закручивании ее на стенде на угол 16,5° (на такой угол закручивается рама автомобиля при максимальном вывешивании одного из передних колес в лабораторных условиях). Измерение углов закручивания показало, что при взаимном перекосе первой и пятой поперечин на лонжероны закручиваются на 10°, а первая и пятая поперечины на 1°. При этом требовался момент, равный 44 600 кгс-см.

Для учета влияния кузова на жесткость рамы при кручении в расчетную схему условно были введены дополнительные связи в местах крепления надрамника к раме. Задача решалась методом сил.

Расчеты показали, что наибольшие напряжения в раме возникают при восьмом и девятом нагрузочных режимах, а наиболее напряженными участками рамы являются участки лонжеронов между второй и третьей поперечинами. Именно в этих местах при эксплуатации образуются повреждения рамы. Из нее следует, что если при увеличении толщины стенки лонжерона с 6,5 до 7,5 мм суммарные напряжения в наиболее нагруженных точках уменьшаются, то при дальнейшем увеличении толщины стенки до 9,5 мм напряжения не снижаются из-за увеличения жесткости рамы при кручении.

Таким образом, в качестве оптимального варианта была принята рама, лонжероны которой имеют стенку толщиной 7,5 мм.