The experimental identification of torsional angle on a load-carrying truck frame during static and dynamic tests

• Autorzy: Kosobudzki M. , Stańco M.

Identyfikatory

DOI

10.17531/ein.2016.2.17

Warianty tytułu

PL

Identyfikacja eksperymentalna kąta skręcenia ustroju nośnego pojazdu podczas testu statycznego i dynamicznego

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

The underframe of a truck is one of the most loaded parts of a vehicle. It is a spatial unit and it must be strong enough to withstand random loading within many years of maintenance. The most severe form of deformation is in torsion. So, frame side members are often made from elements with channel sections, rigid for bending and flexible for torsion. Authors have conducted the research of 6x6 high mobility wheeled vehicle assigned to 20-feet container. Their load-carrying structure is made from two separate underframes: longitudinal and auxiliary connected with bolted joints. The goal of the research was to check if the torsional angle of deformation of the underframe during static and dynamic tests is within an acceptable range. The static test was carried out for the main underframe first to assess the characteristic of torsional stiffness without the auxiliary frame. After connecting both frames together the measure was conducted again. In the experiment the diagonal wheels were lifted up and the resulting displacement of the ends of the frame side members was recorded. Simultaneously the strain at chosen points of the underframe was measured with a system of turned half bridge strain gauges. After calibrating the measuring system a second part of experiment was conducted within proving ground tests when the vehicle was fully loaded. The collected strain data at chosen points allowed for calculating the resultant displacement of the ends of the frame side members in function of sort of road and to indicate the influence of auxiliary frame on increasing the torsional stiffness of the underframe.

PL

Ustrój nośny pojazdu jest jednym z jego najbardziej obciążonych zespołów konstrukcyjnych. Jest to zespół o złożonej budowie przestrzennej, który musi być wystarczająco wytrzymały by wytrzymać zmienne obciążenia przez wiele lat eksploatacji pojazdu. Najbardziej obciążające są te obciążenia które wywołują skręcanie ustroju nośnego. Stąd ustrój nośny składa się najczęściej z podłużnic połączonych poprzeczami co w efekcie zapewnia dużą sztywność na zginanie i podatność na skręcanie. W artykule przedstawiono badania podwozia pojazdu kołowego wysokiej mobilności 6x6 przeznaczonego do połączenia z kontenerem 20stopowym. Ustrój nośny pojazdu składa się z ramy głównej połączonej za pomocą połączeń podatnych z ramą pośrednią. Celem badań było sprawdzenie czy kąt skręcenia ustroju nośnego pojazdu w badaniach statycznych i dynamicznych nie wywołuje naprężeń wykraczających poza zakres dopuszczalny. Test statyczny został przeprowadzony najpierw tylko do ramy głównej w celu wyznaczenia jej sztywności skrętnej. Następnie ramy zostały połączone i wyznaczenie sztywności zostało powtórzone. W ramach testu koła znajdujące się w pojeździe po przekątnej zostały podniesione aż do utraty kontaktu z podłożem. Równocześnie rejestrowano przemieszczenie końców podłużnic ramy i odkształcenia w wybranych punktach, w których naklejono tensometry. Po skalibrowaniu układu pomiarowego przeprowadzono szereg testów przebiegowych z pojazdem całkowicie obciążonym ładunkiem. Zarejestrowane wartości odkształceń wykorzystano do wyznaczenia odkształcenia wypadkowego końców podłużnic ramy w funkcji rodzaju drogi oraz wpływu zamocowania kontenera na wypadkową sztywność skrętną ustroju pojazdu.

Słowa kluczowe

EN

underframe of vehicle; experimental measurements; numerical modelling; vehicle testing

PL

ustrój nośny pojazdu; badania eksperymentalne; modelowanie numeryczne; testy pojazdu

• Wydawca: Polskie Naukowo-Techniczne Towarzystwo Eksploatacyjne
• Czasopismo: Eksploatacja i Niezawodność
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 18, no. 2
• Strony: 285--290
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kosobudzki M.

• Logistics Departament Gen. Tadeusz Kosciuszko Military Academy of Land Forces ul. Czajkowskiego 109, 51-150 Wrocław, Poland

autor

Stańco M.

• Department of Machine Design and Research Wroclaw University of Technlogy ul. Lukasiewicza 5 B-5, 50-370 Wrocław, Poland

Bibliografia

• 1. Bocian M., Jamroziak K., Kulisiewicz M., The identification of nonlinear damping of the selected components of MDOF complex vibratory systems, Proceedings of the 9th International Conference on Structural Dynamics, EURODYN 2014 Porto, Portugal, 30 June - 2 July 2014, A. Cunha, E. Caetano, P. Ribeiro, G. Müller (eds.) Book Series: EURODYN-International Conference on Structural Dynamics 2014: 3365- 3372.
• 2. Buchacz A., Płaczek M., Damping of mechanical vibrations using piezoelements, including influence of connection layer's properties on the dynamic characteristic. Solid State Phenomena 2009: 147-149: 869-875, http://dx.doi.org/10.4028/www.scientific.net/SSP.147-149.869.
• 3. Buchacz A., Płaczek M., The analysis of a composite beam with piezoelectric actuator based on the approximate method. Journal of Vibroengineering 2012: 14; 111-116.
• 4. Buchacz A., Płaczek M., The approximate Galerkin's method in the vibrating mechatronic system's investigation, New face of TMCR proceedings Book series. Proceedings of the International Conference ModTech 2010: 147-150.
• 5. Głowacz A., Głowacz A., Korohoda P., Recognition of monochrome thermal images of synchronous motor with the application of binarization and nearest mean classifier. Archives of Metallurgy and Materials 2014: 59(1); 31-34, http://dx.doi.org/10.2478/amm-2014-0005.
• 6. Jamroziak K., Kosobudzki M., Determining the torsional natural frequency of underframe of off-road vehicle with use of the procedure of operational modal analysis. Journal of Vibroengineering 2012: 14(2): 472-475.
• 7. Lee Y. L., Pan J., Hathaway R., Barklay M., Fatig testing and analysis. Theory and practice. Burlington: Elsevier-Heinemann, 2005.
• 8. Reimpell J., Betzler J., Podwozia samochodów. Podstawy konstrukcji. Warszawa: WKŁ, 2008.
• 9. Rusiński E., Czmochowski J., Kowalczyk M., Pietrusiak D., Numerical and experimental modal modes identification methods of steel construction. Journal of Science of the Gen. Tadeusz Kosciuszko Military Academy of Land Forces 2010: 4; 208-218.
• 10. Rusiński E., Czmochowski J., Smolnicki T. Advanced Finite Element Method, Wroclaw: Wroclaw University of Technology, 2000.
• 11. Rusiński E., Koziołek S., Jamroziak K., Quality assurance method for the design and manufacturing process of armoured vehicles. Eksploatacja i Niezawodnosc - Maintenance and Reliability 2009: 3; 70-77.
• 12. Rybak P., Operating loads of impulse nature acting on the special equipment of the combat vehicles. Eksploatacja i Niezawodnosc - Maintenance and Reliability 2014; 16(3): 347-353.
• 13. Smolnicki T., Karlinski J., Derlukiewicz D., Identyfication of internal stress in bolted flanged joints. Solid State Phenomena 2010: 165: 352-358, http://dx.doi.org/10.4028/www.scientific.net/SSP.165.353.
• 14. Wong J. Y., Terramechanics and off-road vehicle engineering. Terrain behaviour, off-road vehicle performance and design. Butterworth-Heinemann: Elsevier, 2010.
• 15. Zienkiewicz O.C., Taylor R.L. The Finite Element Method, London: McGraw Hill Book Company, 1991.
• 16. Żółkiewski S., Numerical application for dynamical analysis of rod and beam systems in transportation. Solid State Phenomena 2010: 164: 343-348, http://dx.doi.org/10.4028/www.scientific.net/SSP.164.343.