Результати статичних випробувань захисних конструкцій кабін сільськогосподарських тракторів

Постельга С. - https /orsid org/0000-0003-1563-3137 (095-205-57-84, mail:korm_lab@ukr.net) ДНУ "УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого"

Анотація

Мета досліджень – визначення показників деформування кабіни з використанням стандартизованих методів та розроблених технічних засобів.

Методи досліджень. Випробування проводили згідно з методами, наведеними в [ДСТУ ISO 5700, 2019] з використанням навантажувального стенда, датчиків тиску та переміщення, цифрового вимірювального підсилювача Spider 8 та ноутбука Panasonic CF-19 Touchbook, модель: CF-19KHR88PE.

Результати досліджень. На випробування була надана захисна конструкція АИ.209.45.011.00 кабіни тракторів типу С25 «Слобожанець».

Перед проведенням випробувань виміряли і зафіксували розміри захисної конструкції кабіни. Під час першого поздовжнього навантаження спереду праворуч навантагу прикладали до верхнього поперечного елемента захисної конструкції. Точка прикладання навантаги знаходилась на відстані 260 мм від зовнішнього кута краю захисної конструкції. Було забезпечене з використанням ущільнювального елемента рівномірне розподіляння навантаги в напрямку перпендикулярному до напрямку дії і впродовж навантажувального бруса. Було досягнуто значення поглиненої захисною конструкцією енергії 13100 Дж (необхідна енергія - 12586 Дж) за максимального прикладеного зусилля 82 кН і переміщення 340 мм. Під час першого і другого випробування стисканням конструкцію навантажували вертикально з силою 180 кН вздовж переднього і заднього верхніх поперечних елементів захисної конструкції з витримкою вказаної сили протягом 5 с. Навантагу збоку прикладали горизонтально до верхнього правого поздовжнього елемента захисної конструкції на відстані 85 мм вперед від контрольної точки крісла водія. Довжина навантажувального бруса становила 600 мм. Було досягнуто значення поглиненої захисною конструкцією енергії 17000 Дж (необхідна енергія - 15732 Дж) за максимального прикладеного зусилля 80 кН і переміщення 290 мм. Після проведення всіх етапів випробувань найбільшого переміщення зазнала передня крайня точка захисної конструкції назад – 70 мм, передня ліва точка – 35 мм. Змістились також задні крайні точки у напрямку назад на 45 мм – права і 30 мм – ліва. У боковому напрямку вперед перемістилась на 15 мм передня права крайня точка. Після проведених випробувань зона вільного простору не була порушена.

 Висновки. Застосовані під час випробувань методи і технічні засоби дають змогу з необхідною точністю і достовірністю визначити величину прикладених зусиль та деформації.

Під час випробувань на стискання досягнуті значення випробувальної сили (180 кН), а під час прикладання горизонтальних навантажень – поглиненої захисною конструкцією енергії (13100 Дж – поздовжнє навантаження і       17000 Дж – бокове навантаження).

Найбільшої остаточної деформації зазнала захисна конструкція в передній крайній точці – 70 мм, за таких умов  порушення зони вільного простору водія елементами захисної конструкції не відмічено.

Отже захисна конструкція АИ.209.45.011.00 кабіни тракторів типу С25 «Слобожанець» витримала статичні випробування на відповідність ДСТУ ISO 5700.

Ключові слова: захисна конструкція, статичне навантаження, випробувальна сила, переміщення, поглинена енергія, деформація.

Читати повну версію статті

RESULTS OF STATIC TESTS OF PROTECTIVE STRUCTURES OF AGRICULTURAL TRACTORS CABINS

Postelga S. - https / orsid org / 0000-0003-1563-3137 (095)-205-57-84, i-mail: korm_lab@ukr.net) L. Pogorilyy UkrNDIPVT.

Abstract

The purpose of research is determination of cabin deformation indicators using standardized methods and developed technical means.

 Research methods. The tests were performed according to the methods described in [DSTU ISO 5700, 2019] using a loading bench, pressure and displacement sensors, digital measuring amplifier Spider 8 and laptop Panasonic CF-19 Touchbook, model: CF-19KHR88PE.

Research results. The protective structure AI.209.45.011.00 of the cab of tractors type C25 "Slobozhanets" was provided for testing. Before the tests, the dimensions of the cab structure were measured and recorded. During the first longitudinal loading from front to right, the load was applied to the upper transverse element of the protective structure. The point of application of the load was at a distance of 260 mm from the outer corner of the edge of the protective structure. An even load distribution in the direction perpendicular to the direction of action and along the loading beam was ensured using a sealing element. The value of the energy absorbed by the protective structure was 13100 J (required energy - 12586 J) with a maximum applied force of 82 kN and a displacement of 340 mm. During the first and second compression tests, the structure was loaded vertically with a force of 180 kN along the front and rear upper transverse elements of the protective structure with a holding of the specified force for 5 s. The side load was applied horizontally to the upper right longitudinal element of the protective structure at a distance of 85 mm forward from the control point of the driver's seat. The length of the loading beam was 600 mm. The value of the energy absorbed by the protective structure of 17000 J (required energy - 15732 J) at a maximum applied force of 80 kN and a displacement of 290 mm was achieved. After all test stages, the frontmost point of the protective structure was 70 mm and the front left point was 35 mm. The rear end points were also shifted backwards by 45 mm - right and 30 mm - left. In the lateral direction, the front right extreme point moved forward by 15 mm. After the tests, the free space area was not violated.

Conclusions. The methods and technical means used during the tests allow determine the magnitude of the applied forces and deformation with the necessary accuracy and reliability. During the compression tests, the values of the test force (180 kN) were achieved, and during the application of horizontal loads - the energy absorbed by the protective structure (13100 J - longitudinal load and 17000 J - lateral load). The greatest final deformation was suffered by the protective structure at the front extreme point - 70 mm, while the violation of the zone of free space of the driver by the elements of the protective structure is not observed. Therefore, the protective structure AI.209.45.011.00 cab of tractors type C25 "Slobozhanets" withstood static tests for compliance with DSTU ISO 5700.

Keywords: protective structure; static load; test force; moving; absorbed energy; deformation.

УДК

РЕЗУЛЬТАТЫ СТАТИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ ЗАЩИТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ КАБИН СЕЛЬСЬКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ТРАКТОРОВ

Постельга С. - https / orsid org / 0000-0003-1563-3137 (095-205-57-84, i-mail: korm_lab@ukr.net) УкрНИИПИТ им. Л. Погорелого

Аннотация

Цель исследований – определение показателей деформирования кабины с использованием стандартизированных методов и разработанных технических средств.

Методы исследований. Испытания проводили согласно методам, приведенным в ДСТУ ISO 5700 с использованием нагрузочного стенда, датчиков давления и перемещения, цифрового измерительного усилителя Spider 8 и ноутбука Panasonic CF-19 Touchbook, модель: CF-19KHR88PE.

Результаты исследований. На испытания была предоставлена защитная конструкция АИ.209.45.011.00 кабины тракторов типа С25 «Слобожанец». Перед проведением испытаний измерили и зафиксировали размеры защитной конструкции кабины. Во время первого продольного нагружения спереди справа нагрузку прикладывали к верхнему поперечному элементу защитной конструкции. Точка приложения нагрузки находилась на расстоянии 260 мм от внешнего угла края защитной конструкции. Было обеспечено с использованием уплотнительного элемента равномерное распределение нагрузки в направлении перпендикулярном направлению действия и вдоль нагрузочного бруса. Было достигнуто значение поглощенной защитной конструкцией энергии 13100 Дж (необходимая энергия - 12586 Дж) при максимальном приложенном усилии 82 кН и перемещении 340 мм. Во время первого и второго испытания конструкцию нагружали сжатием вертикально с силой 180 кН вдоль переднего и заднего верхних  поперечных элементов защитной конструкции с выдержкой указанной силы в течение 5 с. Боковую нагрузку прикладывали горизонтально к верхнему правому продольному элементу защитной конструкции на расстоянии 85 мм вперед от контрольной точки кресла водителя. Длина нагрузочного бруса составляла 600 мм. Было достигнуто значение поглощенной защитной конструкцией энергии 17000 Дж (необходимая энергия - 15732 Дж) при максимальном приложенном усилии     80 кН и перемещении 290 мм. После проведения всех этапов испытаний наибольшего перемещения претерпела передняя крайняя точка защитной конструкции назад - 70 мм, передняя левая точка - 35 мм. Сместились также задние крайние точки в направлении назад на 45 мм - правая и 30 мм - левая. В боковом направлении вперед переместилась на 15 мм передняя правая крайняя точка. После проведенных испытаний зона свободного пространства не была нарушена.

Выводы: Примененные во время испытаний методы и технические средства позволяют с необходимой точностью и достоверностью определить величину прилагаемых усилий и деформации. Во время испытаний на сжатие достигнуты значения испытательной силы (180 кН), а во время приложения горизонтальных нагрузок - поглощенной защитной конструкцией энергии (13100 Дж - продольная нагрузка и 17000 Дж - боковая нагрузка). Наибольшей окончательной деформации подверглась защитная конструкция в передней крайней точке - 70 мм, при этом нарушение зоны свободного пространства водителя элементами защитной конструкции не отмечено. Итак защитная конструкция АИ.209.45.011.00 кабины тракторов типа С25 «Слобожанец» выдержала статические испытания на соответствие ДСТУ ISO 5700.

Ключевые слова: защитная конструкция; статическая нагрузка; испытательная сила; перемещения; поглощенная энергия; деформация.