Susidūrimo teorija. Linksma fizika

Susidūrimo teorija. Linksma fizika

13.07.2019

Norėdami suprasti automobilio apgadinimo mastą po avarijos, turite aiškiai suprasti, kas atsitinka tiesiogiai susidūrimo su automobilio kėbulu momentu, kurios vietos deformuojasi. Ir būsite nemaloniai nustebinti sužinoję, kad priekinio smūgio metu galinė kūno dalis yra pasvirusi.

Atitinkamai, po nesąžiningo kėbulo remontas priekinė dalis, net jei automobilis buvo ant slenksčio, pastebėsite, kaip stringa, triniasi bagažinės dangtis sandarinimo guma ir daug daugiau, jei jus domina ši tema, siūlau perskaityti mokomoji medžiaga apie susidūrimo teoriją, kurią parengė mūsų mokymo centro specialistai.

Bendra informacija

teorija susidūrimai Tai žinių Ir supratimas jėga, atsirandantis Ir esamas adresu susidūrimas.

Kūnas sukurtas taip, kad atlaikytų smūgius normalus eismas ir užtikrinti keleivių saugumą transporto priemonės susidūrimo atveju. Kuriant korpusą Ypatingas dėmesys pasirūpinama, kad jis deformuotųsi ir įsigertų maksimali suma energija rimto susidūrimo metu, o keleiviams daromas minimalus poveikis. Tuo tikslu priekinė ir galinė kėbulo dalys turi būti lengvai deformuojamos iki tam tikro laipsnio, sukuriant smūgio energiją sugeriančią struktūrą, o kartu šios kėbulo dalys turi būti standžios, kad išlaikytų atskyrimo zoną. keleiviai.

Kūno konstrukcinių elementų padėties pažeidimo nustatymas:

  • Susidūrimo teorijos išmanymas: Supratimas, kaip transporto priemonės konstrukcija reaguoja į susidūrimo metu susidarančias jėgas.
  • Kūno apžiūra: ieškoti ženklų, rodančių konstrukcinius pažeidimus ir jų pobūdį.
  • Atliekant matavimus: pagrindiniai matavimai, naudojami konstrukcinių elementų padėties pažeidimams nustatyti.
  • Išvada: susidūrimo teorijos žinių taikymas kartu su rezultatais išorinė apžiūraįvertinti faktinį statinio elemento ar elementų padėties pažeidimą.

Susidūrimų rūšys

Kai du ar daugiau objektų susiduria vienas su kitu, galimos šios susidūrimo parinktys:

Pagal pradinę santykinę objektų padėtį

  • Abu objektai juda
  • Vienas juda, o kitas stovi
  • Papildomi susidūrimai

Smūgio kryptimi

  • Priekinis susidūrimas
  • Galinis susidūrimas
  • Šoninis susidūrimas
  • Apsiversti

Pažvelkime į kiekvieną iš jų

Abu objektai juda:

Vienas juda, o kitas stovi:

Papildomi susitikimai:

Priekinis susidūrimas (priekinis):




Galinis susidūrimas:



Šoninis susidūrimas:



Arbatpinigiai:



Inercinių jėgų įtaka susidūrimo metu

Veikiamas inercinių jėgų, judantis automobilis linkęs toliau judėti kryptis į priekį ir veikia kaip jėga atsitrenkiant į kitą objektą ar transporto priemonę.

Nejudantis automobilis yra linkęs išlaikyti nejudančią būseną ir veikia kaip jėga, prieštaraujanti kitam į jį atsitrenkusiam automobiliui.

Susidūrus su kitu objektu, sukuriama „Išorinė jėga“.

Dėl inercijos atsiranda „vidinės jėgos“.

Žalos rūšys

Smūgio jėga ir paviršius


To paties svorio ir greičio transporto priemonėms žala skirsis priklausomai nuo susidūrimo objekto, pavyzdžiui, stulpo ar sienos. Tai galima išreikšti lygtimi
f = F / A,
čia f – smūgio jėgos dydis paviršiaus vienetui
F – jėga
A – smūgio paviršius
Jei smūgis nukris ant didelio paviršiaus, žala bus minimali.
Ir atvirkščiai, kuo mažesnis smūgio paviršius, tuo sunkesnė bus žala. Dešinėje pateiktame pavyzdyje buferis, gaubtas, radiatorius ir kt. yra labai deformuoti. Variklis pastumiamas atgal, o susidūrimo pasekmės pasiekia galinę pakabą.

Dviejų rūšių žala


Pirminė žala

Transporto priemonės ir kliūties susidūrimas vadinamas pirminiu susidūrimu, o jo padaryta žala – pirminiu.
Tiesioginė žala
Kliūties (išorinės jėgos) padaryta žala vadinama tiesiogine žala.
Ripple Effect žala
Žala, atsirandanti perduodant smūgio energiją, vadinama bangavimo efekto pažeidimu.
Padaryta žala
Žala, padaryta kitose dalyse, patiriančiose tempimo ar stūmimo jėgą dėl tiesioginės žalos arba bangos poveikio, vadinama sukelta žala.

Antrinė žala

Automobiliui susidūrus su kliūtimi, susidaro didelė lėtėjimo jėga, kuri sustabdo automobilį per kelias dešimtis ar šimtus milisekundžių. Šiuo metu keleiviai ir transporto priemonėje esantys daiktai bandys toliau judėti transporto priemonės greičiu prieš susidūrimą. Susidūrimas, kurį sukelia inercija ir įvyksta transporto priemonės viduje, vadinamas antriniu susidūrimu, o atsiradusi žala – antrine (arba inercine) žala.

Konstrukcijos dalių padėties pažeidimo kategorijos

  • Poslinkis į priekį
  • Netiesioginis (netiesioginis) poslinkis

Panagrinėkime kiekvieną iš jų atskirai

Poslinkis į priekį

Netiesioginis (netiesioginis) poslinkis

Smūgio absorbcija

Automobilis susideda iš trijų dalių: priekinės, vidurinės ir galinės. Kiekviena sekcija dėl savo konstrukcijos pobūdžio susidūrimo metu reaguoja nepriklausomai nuo kitų. Automobilis nereaguoja į smūgį kaip vienas neatskiriamas vienetas. Kiekvienoje sekcijoje (priekyje, viduryje ir gale) vidinių ir (ar) išorinių jėgų įtaka pasireiškia atskirai nuo kitų sekcijų.

Vietos, kur automobilis yra padalintas į skyrius

Avariją sugeriantis dizainas


Pagrindinis šios konstrukcijos tikslas – efektyviai sugerti smūgio energiją visame kėbulo rėme, be ardomų priekinių ir galinių kėbulo dalių. Susidūrimo atveju tokia konstrukcija užtikrina minimalią keleivių salono deformaciją.

Priekinė kūno dalis

Kadangi priekinės dalies susidūrimo rizika yra gana didelė, be priekinių šoninių elementų, viršutinio sparno prijuostės sutvirtinimai ir viršutinė dalis šoninės plokštės kėbulo prietaisų skydelis su įtempių koncentracijos zonomis, sukurtomis absorbuoti smūgio energiją.

Galinis korpusas

Dėl sudėtingo galinių šoninių kėbulo plokščių, galinės grindų dėžės ir suvirintų elementų derinio taškinis suvirinimas, smūgius sugeriančius paviršius gana sunku pastebėti galinėje kėbulo dalyje, nors smūgio sugėrimo samprata išlieka panaši. Priklausomai nuo vietos kuro bakas Galinių grindų šoninių elementų smūgio sugeriantis paviršius yra modifikuotas, kad sugertų smūgio energiją po susidūrimo nepažeidžiant degalų bako.

Rimplingo efektas

Smūgio energijai būdinga tai, kad ji lengvai pereina per stiprias kūno vietas ir galiausiai pasiekia silpnesnes, jas pažeisdama. Tai yra bangavimo efekto principas.

Priekinė kūno dalis

IN galiniais ratais varomas automobilis(FR), jei smūgio energija F yra taikoma priekinio šoninio elemento priekiniam kraštui A, ji absorbuojama pažeidus A ir B zonas, taip pat pažeidžiama zona C. Tada energija praeina per D zoną ir pakeitus kryptį pasiekia zoną E. D zonoje padaryta žala, parodyta pagal koto poslinkį atgal. Tada smūgio energija sukelia bangavimo efekto pažeidimus prietaisų skydelyje ir grindų dėžėje, o po to pasklinda didesniame plote.

Priekiniais ratais varomoje transporto priemonėje (FF) priekinio smūgio energija smarkiai sunaikins priekinę šoninio elemento dalį (A). Smūgio energija, dėl kurios šoninio elemento galinė dalis B išsipūtė, galiausiai dėl bangavimo poveikio pažeidžia prietaisų skydelį (C). Tačiau galinio (C), sutvirtinimo (apatinė galinė dalis) ir vairo pavaros laikiklio (apatinio prietaisų skydelio) bangavimo efektas išlieka nereikšmingas. Taip atsitinka todėl, centrinė dalis sparnas sugers didžiąją dalį smūgio energijos (B). Dar viena savybė priekiniais ratais varomas automobilis(FF) taip pat yra variklio laikiklių ir gretimų sričių pažeidimas.

Jei smūgio energija bus nukreipta į sparno prijuostės A sritį, silpnesnės B ir C sritys išilgai smūgio trajektorijos taip pat bus pažeistos, todėl dalis energijos bus sugerta, kai ji keliauja atgal. Po D zonos banga paveiks stulpo viršų ir stogo išilginę siją, tačiau smūgis į stulpo apačią bus nereikšmingas. Dėl to A statramstis pakryps atgal, o A statramsčio apačia veiks kaip sukimosi taškas (kur jis jungiasi su skydeliu). Tipiškas šio judesio rezultatas yra durų nusileidimo zonos poslinkis (durys iškrypsta).

Galinis korpusas

Smūgio energija ant galinio ketvirčio skydo pažeidžia kontaktinę sritį, o vėliau ir galinį ketvirtį. Be to, galinis ketvirtis slys į priekį, pašalindamas bet kokį tarpą tarp skydo ir bagažinės dangčio. Jei naudojama didesnė energija, galinės durys gali būti pastumtas į priekį, deformuojant B statramstį ir gali būti pažeistos priekinės durys ir A statramstis. Durų pažeidimai bus sutelkti išorinės plokštės priekyje ir gale esančiose užlenktose vietose bei vidinės plokštės durų užrakto srityje. Jei stovas yra pažeistas, įprastas simptomas yra netinkamai užsidarančios durys.

Kitiems galima kryptis Bangos efektas yra kelias nuo galinio šoninio stulpo iki išilginės stogo sijos.

Tokiu atveju galas stogo išilginė sija bus pastumta į viršų, todėl durų gale atsiras didesnis tarpas. Tada stogo plokštės ir galinio šoninio korpuso jungtis deformuojama, todėl stogo plokštė virš B statramsčio deformuojasi.

Tarp automobilių entuziastų sklando daugybė pagrįstų mitų, kuriais žmonės tiki didelis skaičiusžmonių. Apie daugybę mitų jau ne kartą rašėme savo leidinio puslapiuose. Šiandien norime pakalbėti apie labiausiai paplitusią mitą – apie dviejų automobilių greičių sudėjimą kada priekinis smūgis. Išsklaidykime šį mitą kartą ir visiems laikams.

Kažkaip susiklostė taip, kad daugelis žmonių mano, kad jei du automobiliai susidūrė kaktomuša, smūgio energija atitiks . Tai yra, kaip mano daugelis automobilių entuziastų, norint suprasti, koks stiprus bus priekinis smūgis, reikia susumuoti abiejų į avariją patekusių automobilių greičius.

Norint suprasti, kad tai yra mitas, ir apskaičiuoti priekinio smūgio jėgą bei pasekmes automobiliams, patekusiems į tokią avariją, reikia atlikti tokį palyginimą.



Taigi palyginkime pasekmes automobiliams įvairių nelaimingų atsitikimų. Pavyzdžiui, kiekvienas automobilis vienas prie kito važiuoja 100 km/h greičiu, o tada kaktomuša susiduria. Ar manote, kad priekinio smūgio pasekmės bus rimtesnės nei smūgio tuo pačiu greičiu? Jei remsimės paplitusiu mitu, jau kelis dešimtmečius sklandančiu tarp žmonių, kurie tik pusiau išmano fiziką (arba visai nėra su ja susipažinę), tai iš pirmo žvilgsnio dviejų automobilių priekinio smūgio 100 greičiu pasekmės. km/val. bus pragaištingesnis nei su smūgiuotu automobiliu tokiu pat greičiu plytų siena, nes neva priekinio smūgio jėga bus didesnė dėl to, kad šiuo atveju reikia pridėti automobilių greičius. Bet tai netiesa.

Tiesą sakant, priekinio smūgio tarp dviejų automobilių važiuojant 100 km/h greičiu jėga atitiks tokią pat jėgą kaip atsitrenkus į mūrinę sieną 100 km/h greičiu. Tai galima paaiškinti dviem būdais. Vienas yra paprastas, kuris bus suprantamas net moksleiviui. Antrasis yra sudėtingesnis, kurį supras ne visi.

PAPRASTAS ATSAKYMAS

tikrai, visos energijos, kuris turi išsisklaidyti gniuždant kėbulo metalą, yra dvigubai aukštesnis kaktomuša susidūrus dviem automobiliams nei vienam automobiliui atsitrenkus į mūrinę sieną. Bet kai kaktomuša didėja abiejų automobilių kėbulų metalo gniuždymo atstumas.

Kadangi lenkiant metalą, visa ši energija bus sugerta dvigubai daugiau, nei ją sugers du automobiliai, o ne atsitrenkiant į plytų sieną, kur kinetinę energiją sugers vienas automobilis.

Taigi priekinio smūgio lėtėjimo greitis ir jėga važiuojant 100 km/h greičiu bus maždaug tokie patys, kaip atsitrenkiant į mūrinę stacionarią sieną 100 km/h greičiu. Todėl pasekmės dviems vienodu greičiu važiuojantiems ir kaktomuša susidūrusiems automobiliams bus maždaug tokios pat, kaip vienam automobiliui tuo pačiu greičiu atsitrenkus į stovinčią sieną.

KOMPLEKSESNIS ATSAKYMAS

Tarkime, kad automobiliai turi vienodą masę, vienodas deformacijos charakteristikas ir kaktomuša susiduria idealiu stačiu kampu ir toli vienas nuo kito neskraido. Tarkime, kad susidūrimo vietoje sustoja abu automobiliai. Taigi, judant, pavyzdžiui, 100 km/h greičiu, kiekvienas automobilis sustos susidūrus nuo 100 iki 0 km/h. Tokiu atveju kiekvienas automobilis elgsis lygiai taip pat, lyg kiekvienas iš jų 100 km/h greičiu atsitrenktų į stovinčią sieną. Dėl to abu automobiliai puikiai apgadins priekinį smūgį, lyg atsitrenktų į sieną.

Norėdami suprasti, kodėl atsiranda lygiai tokia pati žala, turite atlikti minties eksperimentą. Norėdami tai padaryti, įsivaizduokite, kad du automobiliai vienas kito link važiuoja 100 km/h greičiu. Tačiau kelyje tarp jų yra stora, labai stipri, nejudanti siena. Dabar įsivaizduokite, kad abu automobiliai vienu metu atsitrenkia į šią įsivaizduojamą sieną iš priešingų pusių. Šiuo metu visi vienu metu sustoja nuo 100 km/h iki 0 km/h. Kadangi siena ant kelio yra labai tvirta, ji neperduoda vieno automobilio smūgio energijos kitam. Rezultatas yra tai, kad abu automobiliai atsitrenkė į stovinčią sieną atskirai, nepažeisdami vienas kito.

Dabar pakartokite šį minties eksperimentą su plonesne ir ne itin stipria siena, kuri gali atlaikyti smūgį. Tokiu atveju, jei smūgis iš abiejų pusių vienu metu, siena liks vietoje. Dabar vietoj sienos įsivaizduokite patvarios gumos lakštą. Kadangi du automobiliai atsitrenkė į jį vienu metu, guminis lakštas liks savo vietoje, nes abu automobiliai atsitrenkę gumą laikys toje pačioje vietoje. Tačiau plonas gumos sluoksnis negali paveikti jokio automobilio lėtėjimo, todėl net ir pašalinus gumos lakštą tarp kaktomuša susidūrusių automobilių, kiekvienas automobilis vis tiek šiuo metu sustos nuo 100 km/h iki 0 km/h. smūgio, t.y. lygiai toks pat, kaip vienam automobiliui 100 km/h greičiu atsitrenkus į stiprią, nejudančią sieną.

Ar smūgio energija ir pasekmės yra vienodos susidūrus su stovinčiu automobiliu ar stovinčia siena?


Tai dar vienas automobilių entuziastų paplitęs mitas, siejamas su tuo, kad jei važiuojant, pavyzdžiui, 100 km/h greičiu atsitrenki į stovintį automobilį, tuomet smūgio jėga bus lygiai tokia pati, lyg automobilis 100 km/h greičiu įskristų į stovinčią sieną. Bet tai irgi netiesa. Tai svarus vanduo mitas, pagrįstas elementarios fizikos nežinojimu.

Taigi, įsivaizduokime situaciją, kai vienas automobilis važiuoja 100 km/h greičiu ir visu greičiu atsitrenkia į lygiai tą patį kelyje stovintį automobilį. Smūgio momentu vienas automobilis, tęsdamas savo judėjimą, stums kitą automobilį. Dėl to abu automobiliai išskris iš susidūrimo vietos. Smūgio momentu kinetinę energiją sugers abiejų automobilių kėbulo deformacija. Tai yra, smūgio energija taip pat bus padalinta tarp dviejų automobilių. Vienam automobiliui 100 km/h greičiu atsitrenkus į stovinčią sieną, kėbulą deformuos tik vienas automobilis. Atitinkamai, smūgio jėga ir jo pasekmės automobiliui bus didesnės nei vienam automobiliui greičiu atsitrenkus į kitą, stovintį vietoje.

Yra tokia keista nuomonė, kad priekinio smūgio metu greičiai „susidėja“. Žinioje apie kažkokią avariją policijos atstovas teigė, kad automobilių greitis siekė 100 km/val., o tai iš viso reiškia 200 km/val. Na, taip, iš viso: 100 + 100 = 200. Jūs negalite su tuo ginčytis. Ir tada kas?


Įdomūs, žinoma, ne skaičiai, o realios streiko pasekmės. Ir reikia lyginti ne tik 100 ir 200, bet, pavyzdžiui, susidūrimo su betonine siena pasekmes. Taigi, dviejų susidūrimų metu identiški automobiliai važiuojant tuo pačiu 100 km/h greičiu, kiekvienas iš šių dviejų automobilių poveikis, kaip daugelis mano, būtų toks pat kaip atsitrenkimas į betoninę sieną 200 km/h greičiu. Ir tai, mano nuomone, jau yra labai pavojingas klaidingas supratimas. Toks pat efektas bus ir įvažiavus į betoninę sieną 100 km/val. Tiksliai 100, o ne 200!

Apskritai beprotiškas skaičių pridėjimas primena animacinį filmą „Bury Amerika: Pasaulio policija“. Jame apie kai kuriuos baisius teroristinius išpuolius jie sakė: „Tai bus 10 kartų blogiau nei rugsėjo 11-oji“. Tada kažkas pasakė: „9110 yra kažkoks siaubas! Negaliu garantuoti tikslumo, bet reikšmė nepasikeitė. 911 kas? 9110 kas? Taigi čia – 200 km/h kas? Saulės atžvilgiu mes paprastai judame 30 km/s greičiu, ir nieko. Be to, jei įsibėgėsite iki 200 km/h, o po to sklandžiai stabdysite, tai, kas nutiks, nėra tas pats, kas staigiai atsitrenksite į betono luitą. Tie. Svarbu ne greitis, o laikas, per kurį šis greitis sumažės. Didžiausias pagreitis, kurį patiria automobilyje esantys žmonės stabdant, susidūrus ir pan.

Tikriausiai mintys apie greičių pridėjimą ateina į galvą, susijusius su likusiais fizikos prisiminimais. Bet niekas be proto ten greičio neprideda. Yra energijos išsaugojimas, impulso išsaugojimas. Ant susidūrimo sijų yra greitintuvai. Bet mus domina ne kūnų sistemų elgsena, o vieno kūno „pojūčiai“. Kūno pojūtis bus didžiausias pagreitis, o ne visa energija-masė-impulsas.

Smūgio su betono trinkeliu atveju ir susidūrus su atvažiuojančiu automobiliu praktiniu požiūriu galime manyti, kad greičio mažinimo laikas bus toks pat. Ir pagreičiai bus tokie patys. Tai reiškia, kad nėra skirtumo, į ką įvažiuoji – į betono luitą ar į tą patį automobilį, važiuojantį link atvažiuojančio žmogaus tuo pačiu greičiu. Greičių priedų čia nėra ir negali būti. Tai apgaulė ir labai pavojinga, dabar tai lengva pastebėti.

Žinoma, reikia suprasti, kad žvilgtelėjęs smūgis yra geresnis už tiesioginį priekinį. Kad vietoj artėjančio smūgio geriau smogti į pravažiuojantį automobilį – jis minkštesnis. Kad smūgis į pravažiuojantį automobilį yra švelnesnis nei smūgis į pravažiuojantį betono luitą. Apskritai svarbu suprasti, kokie pavojai tyko kelyje, ir pamatyti, kurie iš jų baisesni, o kurie mažiau. Norėdami išsaugoti savo gyvybę ir sveikatą, turėsite pasirinkti. Norint priimti pagrįstą pasirinkimą, reikia žinių. Bet jie mums jų neduoda. Ką aš galiu pasakyti: jų neturi net kelių policijos pareigūnai, su eismo saugumu tiesiogiai susiję žmonės.



© 2024 globusks.ru - Automobilių remontas ir priežiūra pradedantiesiems