Vehicle survivability calculation

Abstract

The article deals with multi criteria problem of the mechanical system in case of destruction of some of its elements. As an example, a dynamic contact between the gas-turbine locomotive GT1-h with an obstacle is considered. The purpose of this work is to obtain the information about the limit state of the locomotive cabin in terms of the parameters of the obstacles and the speed of the locomotive movement. This information is necessary for the design calculations, and is presented in a form suitable for engineering analysis. In three-dimensional parameter, space external impacts acting on the cab is defined as a hypersurface, which indicates that the structure is in the limit state. Such a surface determines the survivability of vehicles and specifies the safe operation of the locomotive cab in case of a collision with an obstacle. The calculations conducted have shown a significant effect of the area and location of load on the cabin survivability. It was concluded that it is necessary to strengthen the cabin to ensure the safety of the crew and the dashboard of the cab in case of an emergent collision with the obstacle of large mass and a high speed.

Рассматривается многокритериальная задача поведения механической системы при разрушении отдельных элементов. В качестве примера анализируется внештатная ситуация динамического взаимодействия газотурбовоза ГТ1-h с препятствием. Цель работы состоит в получении информации о предельном состоянии кабины локомотива в зависимости от параметров препятствия и скорости движения состава. Данная информация необходима при выполнении проектных расчетов и представлена в виде, удобном для инженерного анализа. В трехмерном пространстве параметров внешнего воздействия на кабину построена поверхность перехода конструкции в предельное состояние. Такая поверхность ограничивает область безопасной эксплуатации кабины при случайном столкновении с препятствием. В результате проведенных расчетов выявлено существенное влияние площади и места приложения нагрузки на несущую способность кабины. Дано заключение о необходимости усиления кабины для обеспечения безопасности экипажа и приборной части при несанкционированной встрече с препятствием значительной массы и нарушении скоростного режима.