[YuraSem]

Здравствуйте уважаемые форумчане!!!
Проектируем надстройку к обычному легковому прицепу. Получится типа кемпера, дома на колесах. По причине малого веса всей конструкции (300 кг прицеп + 200 кг надстройка) и довольно большой площади/парусности, возникли опасения переворота при расхождении со встречными автомобилями и/или сильном боковом ветре.
Тенты к легковым прицепам делают не высокие: 1,1 метра (обычно) + 0,4 м борт = 1,5 метра + погрузочная высота прицепа ~ 0,5 метра Итого 2,0 метра.
Наша конструкция будет общей высотой 2,5 метра. Основое внимание уделили дизайну и технологии производства, а вот для грамотного расчета ветровых нагрузок в разных условиях эксплуатации нет опыта/специалистов.
Помогите с консультацией / расчетом. Основные вводные: погрузочная высота прицепа 0,55 м; высота надстройки 2,0 м; длинна 3,25 м; ширина 2,0 м. В расчетах конструкцию принимаем в форме прямоугольника (по факту будут скругления, которые немного повысят аэродинамику)
Спасибо, с уважением!

[Fogel]

За машиной творится такая каша, что я бы не рискнул доверяться расчетам. А нагрузка реально серьезная от набегающего потока. По хорошему это бы в трубе все посмотреть надо, а не на пальцах прикинуть Не думаю что строительные расчеты здесь прокатят на ветровые нагрузки.

[YuraSem]

Безопасность ставим в приоритете, поэтому и ищем варианты. В трубе же можно и комп модель продуть, знать бы где?

[Bull]

Сообщение от Fogel Не думаю что строительные расчеты здесь прокатят на ветровые нагрузки.

Поэтому вопрос в маш-стр-ии Должны быть свои методики расчета. Во время кризиса почти устроился в одно предприятие по проектированию спец. техники. Обещали всяческую поддержку разных служб вначале, зная, что я не спец в этом деле. Но, т.к. методику расчета на компах ушедших 2-х конструкторов я так и не нашел и в сети тоже на конкретику не наткнулся, решил отказаться. Динамические нагрузки на движущийся объект - это дело непростое. Свои формулы, свои коэффициенты.

[Maxa]

Выложи схемку принципиальную тяжело в восприятии с цифр понять масштаб всей конструкции. Может какой дальнобой подскажет прокатит или нет. Спойлер большой сделайте)))) посмотрите аналогичные решения за бугром, там вариантов миллион уже.

[YuraSem]

Все просто: для расчета можно брать обычный легковой прицеп с тентом, только с большими габаритами (см. выше) Забугорных решений не достаточно, вопрос ответственный - на глазок не пойдет. Нужен расчет безопасной высоты конструкции (в России тенты к легковым не делают общим размером более 2,0 метра - таким образом "пряча" прицеп за автомобилем, и боковые вообще не считают - на авось ;(((

[vedeks]

Сообщение от YuraSem В трубе же можно и комп модель продуть, знать бы где?

Можете попробовать написать в личку форумчанину СергейД. Они занимаются компьютерным моделированием ветра.

[vit.z.]

Я не спец конечно в машиностроении, но что то мне кажется что тут проблема не только в расчете ветровой нагрузки. Тут вроде как и центр тяжести поднимается... На мой взгляд это уровень серьезных автопроизводителей. Тут же надо учитывать и не ровность дороги и ямки (гостовские естественно)...

----- добавлено через ~9 мин. -----
хотя и серьезные производители ошибаются...

Нажмите для просмотра

http://www.youtube.com/watch?v=8-b9UQxT7wgили нет?

[YuraSem]

Если по уму, то нужно учитывать не только скорость движения и неровности дороги, но и давление в шинах и характеристики амотизаторов Мне бы для начала рассчитать стоячий прицеп с надстройкой при разной силе и направлении ветра, а затем уже в движении и с учетом встречного потока. Вообщем задача одна, а условий для решения много.

[Владимир.]

Сообщение от Fogel Не думаю что строительные расчеты здесь прокатят на ветровые нагрузки.

Согласен. Тут аэродинамика еще
Кроме просто бокового ветра, когда едешь мимо фуры, то к ней "притягивает", а после проезда "отбрасывает"

[YuraSem]

Задача сложная и одновременно интересная. В большинстве в инете проводят расчет неподвижных зданий и сооружений, а вот транспортные средства прерогатива автозаводов. Но легковые прицепы, кемперы, трейлеры для катеров никто не считает. Берут с запасом грузоподъемность - тем самым утяжеляя всю конструкцию и пренебрегают силами аэродинамики. Возможно европейцы проводят расчеты, но где же их взять !!!

[ETCartman]

полно нормативных документов на эту тему. Есть ГОСТ "Ветровая нагрузка на краны" - довольно доходчивый. Возможно и наверняка есть аналоги для автомобилей.
СниП Нагрузки и воздействия доходчивый чуть менее и не совсем для этого. Какое то моделирование тут по сути излишне, по сути более фетиш, чем подмога. Но оценить боковое усилие моожно вполне и принять конструктивные меры к опрокидыванию.
в целом задаете скорость ветра (допустимую) 0.61*V^2 в Па, считаете ветровое давление, берете площадь с коэффициентом C около 2 (тут максимальный случай если плоское)
конструируете сцепку (pintle hitch) чтобы она держала крутильное усилие. Считаете худший случай когда пустой - даете в паспорте предельную скорость ветра. потом кстати можете испытать приложив соотв. усилие

[YuraSem]

Спасибо, на пальцах я это посчитал. А вот в динамике .... да еще со встречным потоком автомобилей (типа фуры >100 км/час) как быть? Неподвижный кран (условно неподвижный) или рекламный стенд это немножко не то, что автомобиль с прицепом!!! Кто ездил - тот знает. Мне нужно понять эти пограничные параметры: скорость движения / высота прицепа

[Break_BoY]

Опрокидывается когда? когда есть сила подъемная или сила сопротивления. Так что первым делом акцентируйте на силу прижатия (профиль похожа к подъемной, только положение в конструкции наоборот). Допускается ли, если в сечении надстройки верхних два угла скруглить плавной дугой? да вообще по периметру верхние все углы скруглить?
- тесновато, сложность конструкций
+ устойчивость, дизайн, безопасность
Можете еще добавить сверху надстройки спойлер типа затупленной пирамиды. Кстати со стороны будет похожа на кУпол).

[ETCartman]

моделирование таких вещей сильно зависит от массы параметров, фура и пр. - конечно все влияет и очень сильно. а что касается общих требований к устойчивости при определенной боковой нагрузке - посмотрите книжки по конструировнию прицепов с рекомендациями на эту тему. оцените устойчивость любого вам известного стандартного решения и сравните с вашим.

[zai]

Без существующего аналога очень сложно. Кроме Вашего случая встречного движения есть еще случай входа в туннель. Ударные нагрузки при встрече с фурой формируются воздействием перпендикулярных к направлению движения автомобилей потоков обтекания фуры. Формула ударного давления определяются формулой гидроудара Жуковского.
Вам необходимо провести полноразмерную проверку на полигоне устойчивости движения от опрокидывания или вернуться к существующим размерам прицепов, чего Вам настоятельно рекомендую. Даже если Вы вернетесь к существующим размерам прицепов, система амортизации бокового удара от встречной фуры или или бокового порыва ветра должна быть тщательно проверена. Ее также лучше взять у существующего эксплуатируемого аналога. Но и это не может обеспечить требуемую безопасность. Центр масс Вашего прицепа должен быть не выше центра масс аналога.

[Fogel]

За машиной создается зона турбулентности, но можно считать что это зона разрежения, верх прицепа открыт, можно по формуле ветровой нагрузки прикинуть, еще заплюсовать разрежение за задним срезом, получим опрокидывающий момент. Если не ошибаюсь, то сцепное устройство не может испытывать отрицательной вертикальной нагрузки, отсюда уже автоматом и вылезет ограничение по площади или скорости...
Кстати, довольно показательный опыт с задним бортом пикапа - вроде бы поднятый должен создавать дополнительное сопротивление... ан нет, в поднятом виде он еще и горючку экономит, такие хитрые воздушные потоки крутятся. В общем "на пальцах" посчитать не выходит, а "честно" никогда не сталкивался. Разве что только натурные испытаний проводить - датчики на колеса и гонять вдоль стен и грузовиков.

[ak762]

Сообщение от Fogel Кстати, довольно показательный опыт с задним бортом пикапа - вроде бы поднятый должен создавать дополнительное сопротивление... ан нет, в поднятом виде он еще и горючку экономит, такие хитрые воздушные потоки крутятся.

это в разрушителях мифов подсмотрел или ещё где было?

[YuraSem]

Вот я и ищу, кто сталкивался с подобными или похожими расчетами. Форумчанин СергейД обещает помочь, но это тоже будет первый раз. Найти бы кто уже делал нечто подобное!?

[Bull]

Сообщение от ETCartman Считаете худший случай когда пустой

Все вами сказанное справедливо только для стационарных конструкций. Забудьте и не путайте. А приведенная цитата вообще коварная. Вроде бы логично, но при прикладывании силы смещения груз тоже смещается и создается дополнительный опрокидывающий момент, поскольку центр масс-то выше, чем у пустого.

[Fogel]

Сообщение от ak762 это в разрушителях мифов подсмотрел или ещё где было?

Гдето ещё видел, разрушители ведь не сами придумывали себе проблемы, а на основании баек ходящих в сети. Не помню, это они в аэродинамической трубе модельку продували с дымом? Там было видно как закручивается воздух в кузове. А вот что они точно делали, так ставили коляску на перон и гоняли мимо локомотив с вагонами, проверяли миф что коляску втягивает под колеса и гоняли огромный снеговой отвал по трассе на предмет "сдувания" встречных машин.

[Rat]

Может стоит обратиться к автомобильным источникам.
Типа http://rutracker.org/forum/viewtopic.php?t=4077497

[MotorManiac]

Два кубика в качестве примера обсчитал.... главное что бы у автора аэродинамика чуть лучше кирпича была )

[Дмитрий Юпатов]

Мелик-Саркисьянц А.С., Винокуров Ю.М. Прицепы для легковых автомобилей - 1979года издания. В свое время брат по ней делал диплом на прицеп-торговую точку, а потом для себя проектировал прицеп. Помню, когда читал, что были расчеты конструкции, примеры... Попробуй скачать: http://www.twirpx.com/file/27998/

[YuraSem]

Всем привет! По теме помогли (один из форумчан), прицеп с надстройкой НЕ В ДВИЖЕНИИ посчитали. Сейчас работаем над расчетом в движении, реально очень не просто. Всем участвующим спасибо!!!

[ETCartman]

Проблема в таких случаях не подсчитать вообще (например тут показаны http://web.archive.org/web/201202012...eelden_en.html примеры расчета в простой программе, реализующей численное решение уравнений Навье-Стокса на Фортране) а посчитать правильно вещи связанные с турбулентным а не ламинарным потоком.
Конкретно SolidWorks Flow оперирует тетраэдрической сеткой, очень неточной для таких задач. И картины полученные на сетках разного качества иногда различаются как небо и земля при прочих равных условиях http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%...B9%D0%BB%D1%8F.
Вот пример в том же Дельфине - http://youtu.be/BczqXi45oes - на хорошей качественной сетке, выловлена дорожка Кармана.
Поэтому я вам выше и написал - что численное моделирование таких вещей чаще всего фетиш, в большинстве случаев. На людей красочные картинки действуют как бусы на дикаря, но не всегда картинка гарантирует правильный результат (когда человек проерешает кучу верификационных примеров - это становится понятно). Если вы хотите сделать хороший прицеп - сделайте по книжке с учетом опыта проектирования и протестируйте в дорожных условиях.

[Дмитрий Юпатов]

Сообщение от YuraSem Проектируем надстройку к обычному легковому прицепу. Получится типа кемпера, дома на колесах. По причине малого веса всей конструкции (300 кг прицеп + 200 кг надстройка) и довольно большой площади/парусности, возникли опасения переворота при расхождении со встречными автомобилями и/или сильном боковом ветре.

Неужели хотите вписаться в полтонны? 200кг надстройки - это только сама надстройка (каркас+обшивка, или что-то подобное. Стены и крыша, одним словом)? А внутри что ничего не предусматривается (минимальная мебель, оборудование, емкость для воды, баллон с газом....)? Как-то сомнительно 500кг снаряженной массы кемпера выглядят, если честно. Да, а какая ж там площадь помещения выходит выходит?

Сообщение от ETCartman сделайте по книжке с учетом опыта проектирования и протестируйте в дорожных условиях

Ага, все равно при регистрации в органах автоинспекции потребуют заключение, например из НАМИ или МАДИ или где там сейчас это можно получить... так или иначе, а испытаний не миновать. И, скорее всего, внесения изменений в конструкцию по их итогам.

[ETCartman]

Сообщение от Дмитрий Юпатов Ага, все равно при регистрации в органах автоинспекции потребуют заключение, например из НАМИ или МАДИ или где там сейчас это можно получить... так или иначе, а испытаний не миновать. И, скорее всего, внесения изменений в конструкцию по их итогам.

Тут две разные задачи:
1) получить сертификаты и прочее
2) получить надежный продукт безотносительно всяких сертификатов.

И для первого и второго существует техническая литература и технические стандарты (советские, европейские и американские). не скажу относительно прицепов, но вопросы аэродинамики и устойчивости наверняка разобраны подробно. я просто конкретных ссылок дать не могу, но подобные стандарты прописаны на все случаи жизни - вплоть до допустимой деформации разных зон капота при возможном наезде на пешехода. начинать с расчетов CFD с попутным их освоением - вероятно не то с чего в таких случаях начинают

[Дмитрий Юпатов]

Сообщение от ETCartman И для первого и второго существует техническая литература и технические стандарты

Дык в том то и дело. В литературе, предложенной выше, есть ссылки на нормативы. В том числе. Информации более чем, для того, чтобы сконструировать прицеп соответствующих параметров.
Думаю, что моделирование - это уже крайний вариант, когда конструкция находится на грани "попадания" в требования норм. Тогда начинаются танцы с бубном. Ну или если есть желание или необходимость уменьшить расход топлива на 0,05л/100км у тягача... Но тут скорее в погоне за аэродинамикой будет уход от эргономичных форм полезного пространства к явным деформациям в сторону обтекаемости.
Ну и опять же - заявленная масса в 500кг... Или это только скорлупа, в которой не учтено оборудование кемпера, либо что-то совсем уж крохотное по своим размерам. Хотя заявлено 3250х2000х2000... Как-то уж очень легкая конструкция, прямо ажурная.

Сообщение от ETCartman Тут две разные задачи: 1) получить сертификаты и прочее 2) получить надежный продукт безотносительно всяких сертификатов.

Не спорю, но думаю, что при попытке соорудить по п.2 скорее всего выйдет конструкция, способная выполнить требования п.1. Да и притом без п.1 п.2 теряет смысл.

Хотя вот, нашел. Вес всего 350кг... Правда, тут уже на первом месте - расчет прочности скорлупы, особенно в зоне крепления подвески и фаркопа.