МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ ПРОГНОЗУВАННЯ ДОВГОВІЧНОСТІ КУЗОВІВ АВТОБУСІВ ТА ПЕРЕВІРКА ЇЇ НА АДЕКВАТНІСТЬ
DOI:
https://doi.org/10.31649/1997-9266-2020-150-3-81-89Ключові слова:
автобус, математична модель, довговічність, каркас кузова, прогнозуванняАнотація
Розроблено математичну модель прогнозування довговічності кузовів автобусів. Модель дозволяє спрогнозувати ресурс кузова автобуса до початку руйнування елементів каркасу основи. В роботі розглянутий приклад моделі прогнозування довговічності кузова типу «Low-entry» автобуса «Атаман» А092Н6. Використані в моделі фактори, що впливають на довговічність каркасу кузова: мікропрофіль дороги, завантаження пасажирами, швидкість руху, сольова та атмосферна корозія. В основі моделі лежить система диференційних рівнянь, що описують передачу збурень від мікропрофілю дороги через шини та підвіски до елементів каркасу кузова. В результаті попередніх досліджень визначено проблемні місця в елементах каркасу кузова. Такі місця і підлягають дослідженням під час моделювання. Модель працює таким чином. Спочатку визначаються вертикальні прискорення центра мас автобуса. Потім знаходиться приведене значення прискорення в перерізі елемента, що досліджується. Перемноживши отримане прискорення на приведену масу в досліджуваному перерізі, визначається зусилля. Знаючи площу поперечного перерізу досліджуваного елемента, визначається напруження в цьому елементі. Площа поперечного перерізу елементів каркасу кузова буде постійно зменшуватись під дією корозії. Цю залежність отримано експериментальним шляхом. Встановлено, що динаміка зменшення товщини стінок труб каркасу буде залежати від кількості населення міста, де експлуатується автобус. Зі збільшенням кількості жителів інтенсивність корозії буде зростати, що і спричинятиме зменшення товщини труб. Після визначення часової діаграми напружень у досліджуваному елементі визначається спектральна густина, а потім, за формулою Райхера, можна визначити час до втомного руйнування досліджуваного елемента. Знаючи швидкість руху, можна визначити пробіг автобуса до появи втомної тріщини, що і зумовлює його довговічність. Розроблену модель реалізовано в програмному середовищі Matlab 2017b. Адекватність математичної моделі підтверджено дорожніми випробуваннями автобуса А092Н6, в яких визначено напруження в елементах, що підлягали дослідженню.
Посилання
О. З. Горбай, К. Е. Голенко, і Л. В. Крайник, Міцність та пасивна безпека автобусних кузовів, монографія. Львів, Україна: вид-во Львівської політехніки, 2013, 276 с.
С. В. Звонарев, Основы математического моделирования, учеб. пос. Екатеринбург, Россия: изд-во Урал. ун-та, 2019, 112 с.
Dassault Systèmes Solid Works Corporation, 2020. URL: https://www.solidworks.com/ (Last accessed: 10.03.2020).
E. M. Alawadhi, Finite Element Simulations Using ANSYS CRC Press, Taylor & Francis Group, 2014, 408 p.
Math. Graphics. Programming. 2020. URL: https://www.matlab.com/ (Last accessed: 10.03.2020).
Д. П. Рубан, і Л. В. Крайник, «Методологія прогностичної оцінки ресурсної довговічності автобусів,» Сучасні технології в машинобудуванні та транспорті, № 2 (11), Луцьк, 2018.
Д. П. Рубан, Л. В. Крайник, і Г. Я. Рубан, «Оцінка впливу введення площадок низького входу «low-entry» в структуру несівного кузова на ресурсні характеристики автобуса в експлуатації,» Автомобільний транспорт, № 43, с. 31-35, Харків, 2018.
Правила дорожнього руху. 2020. [Електронний ресурс] Режим доступу: https://vodiy.ua/pdr/ . Останнє звернення: 10.03.2020.
А. А. Силаев, Спектральная теория подрессоривания транспортных машин, 2-е изд. переработ. и доп. Москва: Машиностроение, 1972, 192 с.
А. А. Хачатуров, Динамика системы «дорога–шина–автомобиль–дорога». Москва: Машиностроение, 1976. 535 с.
І. І. Кельман, Основи забезпечення системної ефективності експлуатаційних властивостей автобусів. Львів, Україна: вид. Мета, 2001, 200 с.
В. И. Похмурский, Коррозионная усталость металлов. Москва: Металлургия – Автодата, 1985, 207 с.
Д. П. Рубан, Л. В. Крайник, і Г. Я. Рубан, «Оцінка впливу корозії автобуса на фізичну міцність несівних елементів,» в Матеріали V Міжнародної науково-практичної Інтернет-конференції: Сучасні технології та перспективи розвитку автомобільного транспорту, Вінниця, 2018, с. 60-64.
Arduino. 2020. URL: https://www.arduino.cc/ (Last accessed: 11.03.2020).
Харви Дейтел, Пол Дейтел. (2000) Как программировать на С. Москва, Россия: ЗАО «Издательство БИНОМ», 2000, 1008 с.
О. В. Житенко, і Л. В. Крайник, «Динаміка коливань і компонування автовоза,» Динаміка і міцність машин. Вісн. Нац. ун-ту «Львівська політехніка», № 588, с. 31-35, 2007.
М. Ф. Бур’ян, і М. Ф. Боднар, «Оцінка плавності руху автобуса методом моделювання у системі Matlab/Simulink,» Динаміка, міцність та проектування машин і приладів: Вісн. Нац. ун-ту «Львівська політехніка», № 838, с. 115-120, 2016.
Я. М. Певзнер, і A. A. Тихонов, «Исследование статистических свойств микропрофиля основных типов дорог,» Автомобильная промышленность, № 1, с. 15-18, 1964.
В. Л. Райхер, «Гипотеза спектрального суммирования и её применение к определению усталостной долговечности при действии случайных нагрузок,» Пробл. надежности в строительной механике. Вильнюс, 1968, с. 267-263.
В. Т. Трощенко, и В. А. Сосновский, Сопротивление усталости металлов и сплавов, справ., ч. 1. Москва: Материаловедение, 1987.
##submission.downloads##
-
PDF
Завантажень: 129
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, які публікуються у цьому журналі, згодні з такими умовами:
- Автори зберігають авторське право і надають журналу право першої публікації.
- Автори можуть укладати окремі, додаткові договірні угоди з неексклюзивного поширення опублікованої журналом версії статті (наприклад, розмістити її в інститутському репозиторії або опублікувати її в книзі), з визнанням її первісної публікації в цьому журналі.
- Авторам дозволяється і рекомендується розміщувати їхню роботу в Інтернеті (наприклад, в інституційних сховищах або на їхньому сайті) до і під час процесу подачі, так як це може привести до продуктивних обмінів, а також скорішого і ширшого цитування опублікованих робіт (див. вплив відкритого доступу).
