-
Парк автомобильной промышленности Чэнли
Конечно-элементный анализ волноотбойных пластин в автоцистернах при различных скоростях наполнения
Безопасность превыше всего: как работают волноотбойные пластины в грузовиках-цистернах
Вы когда-нибудь видели большой грузовик, который перевозит жидкость? Этим грузовикам нужны специальные тарелки внутри, чтобы жидкость не слишком сильно перемещалась. Давайте узнаем, как эти волноотбойные пластины работа!
Оглавление
Что такое волноотбойные пластины?
Пластины, разбивающие волны это прочные металлические стенки внутри автоцистерн. Они разделяют цистерну на более мелкие части. Это помогает сохранить жидкость от чрезмерного движения, когда грузовик быстро останавливается.
Зачем нужны эти таблички? Когда автоцистерна быстро останавливается:
- Жидкость внутри продолжает двигаться вперед.
- Это может толкнуть грузовик и затруднить управление.
- Это может повредить резервуар
- Грузовик может опрокинуться!
Как мы изучали эти пластины
Чтобы понять, насколько хорошо работают эти пластины, ученые протестировали их с помощью компьютеров. Они рассматривали резервуары, заполненные до трех разных уровней: 30%, 60%, и 90% полный.
Они устроили такой тест:
- Размер бака: 8 580 мм в длину и 873 мм в ширину
- Скорость грузовика: 50 км/ч (затем быстрая остановка!)
- Остановочная сила: 5,08 м/с² (это быстрая остановка!)
Что мы нашли
Движение жидкости
Когда грузовик быстро останавливается, жидкость сильно ударяется о пластину. Но пластина помогает остановить движение жидкости вперед.
Вот что происходит при разных уровнях заполнения:
| Уровень заполнения | Как движется жидкость | Где давление сильнее всего |
|---|---|---|
| 30% | Очень эффектно! | Сначала верхние отверстия, затем нижние |
| 60% | Меньше брызг | Нижние отверстия через 0,3 секунды |
| 90% | Маленькие волны | Равномерное давление на нижнюю часть |
Безопасность автоцистерн: Напряжение волновой пластины при различных уровнях наполнения
Понимание влияния захлестывания жидкости при торможении
Основные выводы
Время пикового стресса:
Пластины испытывают максимальное усилие 0,1 секунды после начала экстренного торможения.
Наибольший риск:
Пластины выдерживают в ~2-3 раза большую нагрузку при Наполнитель 30% по сравнению с более высокими уровнями.
Рекомендация:
Поддерживать ~10% пустое место (наполнитель 90%) для оптимального сочетания безопасности и эффективности.
Пиковые напряжения на волновых пластинах в зависимости от степени заполнения
Данные, основанные на конечно-элементном анализе волноотбойных пластин автоцистерн.
artjs]: Диаграмма, созданная с помощью библиотеки Chart.js.
artjs]: Диаграмма, созданная с помощью библиотеки Chart.js.
Напряжение на пластинах
Сильнее всего плиты толкаются в 0,1 секунды после начала торможения. Именно в этот момент водители должны быть наиболее внимательны!
| Уровень заполнения | Как толкают твердые пластины | Как гнутся пластины |
|---|---|---|
| 30% | 228,64 МПа | Очень много - в 2 раза больше, чем при заполнении 60% |
| 60% | ~114,32 МПа | Наименьший изгиб |
| 90% | ~76,21 МПа | Небольшой, ровный изгиб |
| Хорошие новости! Даже при самом сильном нажатии (228,64 МПа) пластины не ломаются. Они изготовлены из стали Q235, которая выдерживает усилие до 235 МПа. |
Как обеспечить безопасность автоцистерн
Исходя из того, что мы узнали, вот несколько советов:
- Не ездите с баками, заполненными менее чем на 40% по возможности
- Оставьте около 10% пустого пространства наверху
- Будьте особенно осторожны при торможении с высоких скоростей
- Убедитесь в прочности волноотбойных плит достаточно
- Используйте изогнутые пластины вместо плоских
Почему это важно для
Если вы работаете с грузовики для перевозки жидкостейЗнание того, как работают волноотбойные плиты, помогает обеспечить безопасность каждого. Эти плиты являются важными частями автоцистерны для перевозки опасных материалов тоже.
Используемое специальное оборудование
Ученые использовали несколько крутых инструментов для изучения этих плит:
- Модель VOF: Компьютерная программа, показывающая, как жидкость и воздух движутся вместе
- Программное обеспечение ANSYS: Делает подробные изображения того, как жидкость давит на пластины
- Сопряжение потока и структуры: Показывает, как жидкость и пластины влияют друг на друга
То, что мы узнали
- Самое опасное время - 0,1 секунды после торможения
- Танки 30% full имеют наибольшее количество брызг и изгибов пластин
- Цистерны 60% full обладают наилучшим балансом безопасности и грузоподъемности
- Полные резервуары 90% имеют более равномерное давление, но меньшее пространство для движения жидкости
Что это значит для безопасности грузовиков
Водители автоцистерн должны:
- Знайте, что на их грузовиках есть специальные номера
- Помните, что слишком быстрая остановка все равно может быть опасной.
- Знайте, что перевозить меньше жидкости (например, 30%) не всегда безопаснее!
Следующие шаги
Ученые хотят исследовать:
- Как несколько пластин работают вместе
- Что происходит при поворотах
- Как различные жидкости (более густые или более жидкие) влияют на пластины
- Как сделать лучший дизайн тарелок
Благодаря улучшенным волноотбойным пластинам автоцистерны смогут безопаснее перевозить жидкости по нашим дорогам!
