Возникает необходимость в определении величины деформации передней части автомобиля. Самым тяжелым случаем лобового удара является наезд автомобиля на неподвижное препятствие. Если автомобиль сконструирован и изготовлен, то проще всего решить эту задачу можно путем проведения полигонных испытаний. Но значительно больший интерес представляет прогнозирование ударно-прочностных свойств автомобиля в процессе его проектирования и доводки.
В первом приближении расчетную схему автомобиля при фронтальном (лобовом) ударе о неподвижное препятствие можно представить как массу mпр, движущуюся с начальной скоростью v0 и связанную с неподвижным препятствием деформируемым элементом, имеющим определенную характеристику, устанавливающую зависимость между деформацией x и усилием деформирования.
Движение массы mпр в этом случае будет описываться дифференциальным уравнением:
Где P(x) — зависимость усилия от деформации.
В дальнейшем будем рассматривать лишь первую фазу удара, когда передняя часть автомобиля деформируется от нуля до максимальной величины, последующие фазы удара — отпор и отскок — не рассматриваются. В результате воздействия импульса масса mпр по отношению к деформируемому элементу начинает двигаться со скоростью, равной скорости автомобиля в момент соприкосновения его с неподвижным препятствием.
Остановимся на вопросе определения mпр и P(x), входящих в выражение (46).
Приведенную массу автомобиля mпр можно представить как сумму двух масс: массу mс, приходящуюся на салон и багажник, и массу mп, приходящуюся на переднюю часть автомобиля.
По отношению к передней части автомобиля, которую заменяем деформируемым элементом, массу mс можно рассматривать как внешнюю. Масса же mп непрерывно распределена по длине передней части. Поэтому при расчете ее заменяем приведенной сосредоточенной массой, приложенной на конце деформируемого элемента. Коэффициент приведения в этом случае с достаточной для расчетов точностью может быть взят равным 1/3.
Тогда приведенная масса mпр=(1/3)mп+mс. Устанавливать зависимость усилия деформирования от величины деформации из-за конструктивной сложности передней части автомобиля приходится экспериментальным путем — проведением статических испытаний на сжатие. Эти испытания могут быть осуществлены на изготовленной в экспериментальном цехе передней части автомобиля (ее вариантов) до завершения проектирования и изготовления автомобиля в целом, что может значительно сократить срок проектирования и доводки и снизить стоимость проектирования.
