Vliv konstrukční úpravy na spolehlivost průzkumného vozidla BRDM-2/99

Transkript

1 Vliv konstrukční úpravy na spolehlivost průkumného voidla BDM-/99 Doc. Ing. Věroslav Kaplan,CSc., Vojenská akademie v Brně, veroslav.kaplan@vabo.c Doc. Ing. Pavel Braun,CSc., Vojenská akademie v Brně, pavel.braun@vabo.c Doc. Ing. Pavel Maňas, Ph.D., Vojenská akademie v Brně, pavel.manas@vabo.c Ing. Otakar Petříček, Vojenská akademie v Brně, otakar.petricek@vabo.c Abstract: V článku je popsána analýa spolehlivosti korby voidla BDM- provedená při moderniaci. Je popsán výpočet sil působících na korbu v růných jídních režimech a jejich vyhodnocení.. Úvod Kolový obrněný transportér BDM- představoval po řadu let pro Armádu Č výnamný prostředek víceúčelového charakteru. Vhledem k jeho astaralosti bylo rohodnuto přikročit k rosáhlé moderniaci. Na programu moderniace se podílel Vojenský technický ústav poemního vojska Vyškov, Vojenský opravárenský podnik 06 ve Šternberku a také Vojenský technický ústav výbroje a munice Slavičín, který vyvinul věžový komplet. Svůj podíl přinesla také Vojenská akademie v Brně. Obr. Moderniované voidlo BDM- Obr. Výpočtový model V celkovém vhledu se moderniovaný obrněný transportér (onačovaný také BDM-/99) liší především roměrným oknem v čele korby, odstraněním dvou párů pomocných výsuvných kol pod střední částí korby a instalací dvou bočních jednokřídlých dveří. Další prvky moderniace voidla spočívají ejména v nahraení původního ruského osmiválcového benínového motoru GA - úsporným a výkonným přeplňovaným čtyřválcem enault, v použití nové převodovky, přídavné převodovky, pomocné převodovky pro pohon vodometu, dvouokruhové brdové soustavy, měnami v systému pérování a tlumení, úpravě říení a pracoviště řidiče a celou řadou nových prostředků speciální výbavy a výstroje. cela nový je také věžový komplet, který je beosádkový a na dálku ovládaný místa velitele.

2 . Výpočet atížení pro analýu korby Je řejmé, že takové výrané měny v konstrukci voidla, včetně ásahu do samonosné korby, se neobešly be důkladných pevnostních výpočtů. Pro teoretický pevnostní výpočet, ke kterému byla využita metoda konečných prvků, bylo nutno stanovit především statické i dynamické atížení korby od radiálních reakcí a reakcí v místě uložení pérování. Pro výpočet byly adány vstupní hodnoty, které jsou uvedeny v Tab.. Tab. Vstupní hodnoty pro pevnostní výpočet. Náev Onačení Hodnota Jednotka Hmotnost voidla m a kg ovor náprav 3, m ochod kol vpředu/vadu B,8/,790 m Vdálenost těžiště od přední nápravy,770 m Vdálenost těžiště od adní nápravy,330 m Výšková souřadnice těžiště h t 0,986 m Výpočtový (dynamický) poloměr kola r d 0,90 m Součinitel adhee ϕ 0,8 - Součinitel valivého odporu f 0, - Výpočty vycháí roměrů kolového obrněného transportéru BDM-/99, náorněných na obráku 3 a při výpočtu budou stanoveny působící síly, které jsou náorněny na obráku 3 a. Obr. 3 - Schéma počítaných sil kolového obrněného transportéru BDM - /99 e adaných hodnot a uvedených schémat na obr. 3 le provést výpočty, jejichž vtahy a výsledky jsou předloženy v tabulkách Tab. až Tab. 5. Tab. : Velikost působících sil při statickém působení. adiální reakce na přední nápravě adiální reakce na adní nápravě m g N m g 809 N

3 ekce v uložení pera přední nápravy eakce v uložení pera adní nápravy 87 N 0 N Tab. 3 : Velikost působících sil při brždění se požděním a 7 m.s -. adiální reakce na přední nápravě m g + m a ht 58 N adiální reakce na adní nápravě m g 6998 N ekce v uložení pera přední nápravy v ose 870 N ekce v uložení pera přední nápravy v ose FBP 059,75 N eakce v uložení pera adní nápravy v ose 679 N eakce v uložení pera adní nápravy v ose FB 7063,5 N Ponámka: a F B jsou dosaovány brdné síly vypočtené pro poměrné pomalení a/g. Tab. : Velikost působících sil při jídě do svahu α 35º s pohonem. adiální reakce na přední nápravě adiální reakce na adní nápravě m g [ cos ( f r ) sin ] d α ht m g cosα α 37,75 N 5053 N Hnací síla m g ( f cosα + sinα ) 5 N F T ekce v uložení pera přední nápravy v ose 3059, N ekce v uložení pera adní nápravy v ose 303,5 N eakce v uložení pera adní nápravy v ose při pohonu poue adních kol Ponámka: α arctg (ϕ - f). FT 860 N

4 Tab. 5 : Velikost sil při jídě na bočním svahu α 39º hlediska adhee. adiální reakce na levé straně voidla adiální reakce na pravé straně voidla eakce v uložení levých per přední i adní nápravy v ose ekce v uložení pravých per přední i adní nápravy v ose ekce v uložení levých i pravých per přední i adní nápravy v ose y Ponámka: α arctg ϕ. m g B cosα sinα h 3589,5 N B t m g cosα P 57397,3 N 897, N P P 39,3 N m g sinα 673, N 8 y P y 3. Analýa korby MKP Obr. Schéma sil působících na korbu Obr. 5 Celková deformace korby Vhledem k časovým možnostem bylo cílem MKP analýy stanovit, da má provedená konstrukční úprava korby podstatný vliv na její životnost. Pro analýu byl použit program ANSYS na pracovní stanici SGI-INDY, 60MB AM, 9GB disk, operační systém IIX 6.5. Vhledem k nejednonačnosti výkresové dokumentace nebylo možné ohlednit ve výpočtovém modelu všechny detaily a tloušťky některých vnitřních výtuh musely být odhadnuty. e ale konstatovat, že vytvořený model je konistentní a dostatečný k porovnání pevnosti variant voidla be bočních dveří a s bočními dveřmi. Při sestavování modelu byl použit kvadratický osmiulový prostorový skořepinový prvek SHE93, který velmi dobře vystihuje jak ohybové účinky charakteristické pro desku, tak i membránové účinky odpovídající stěně či skořepině. Při sestavování výpočtového modelu bylo dbáno na to, aby tvar modelu byl co nejvěrohodnější. Konečnoprvkový

5 model je tvořen asi osmiulovými skořepinovými prvky SHE93 a asi stovkou nosníkových prvků BEAM88, které simulují nápravy a jejich uchycení ke korbě voidla. Celkem má soustava asi stupňů volnosti. Výpočet každé atěžovací varianty trval přibližně 5 minut. Byly porovnávány varianty voidla be bočních otvorů a s bočními otvory pro atížení podle Tab. až Tab. 5.. ávěr Celkově le říci, že umístění bočních dveří bylo provedeno dobře a má spíše poitivní vliv na chování boční stěny, protože dveřní výtuha a lem otvoru velmi výraně vyšují stabilitu této stěny. hlediska únavové pevnosti le říci, že napětí je roděleno poměrně pravidelně a i na přechodech materiálů růných tlouštěk se nevyskytují výnamnější špičky (vi. Obr. 6 a 7). Obr. 6 oložení napětí na korbě voidla varianta be dveřního otvoru Obr. 7 oložení napětí na korbě voidla varianta s dveřním otvorem Při dodržení technologické káně při provádění svarů na konstrukci korby le na ákladě výsledků analýy usuovat, že provedená úprava nesnížila únavovou pevnost korby voidla a nesnížila spolehlivost voidla při pohybu v náročném terénu. iteratura: [] Kelnar, V. a kol.: Tanková a automobilní technika v československé armádě. Naše vojsko, Praha 99 ISBN [] Kaplan, V. Smolík, O. Maňas, P. Pecha, M.: Posouení korby voidla KOT BDM-/99. Vojenská akademie v Brně, 000. [3] Moderniované voidlo BDM- pro AČ. In : ATM, Armádní magaín, č. 7/00. Ministerstvo obrany Č, Praha, 00, ISSN The influence of design modification upon the reliability of reconnaissance vehicle BDM-/99 This article briefs about the analyses of BDM- vehicle hull reliability performed during moderniation. Computing of hull loading forces in various driving mode and their effect evaluation is described.