Experimental and model studies on the influence of the run flat tire damage on braking dynamics of the multi-axial special purpose vehicle

• Autorzy: Prochowski L.. , Wach W. , Jackowski J. , Pieniążek W.

Warianty tytułu

PL

Eksperymentalne i modelowe badania wpływu uszkodzenia opon run flat na dynamikę hamowania wieloosiowego pojazdu specjalnego

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

Tire damage, that occurs quite often during operation of special purpose vehicles (building, forest, military, agricultural heavyduty vehicles), affects a vehicle motion also during sudden braking. Motion of a four-axial vehicle has been analysed in order to evaluate the influence of tire damage (cracking, tearing) on its behaviour during sudden braking and based on that to evaluate the possibilities of driver’s reactions to motion disorders resulting from that emergency condition. Using the PC-Crash software, a vehicle model was designed allowing for simulation of special-purpose vehicle motion. The vehicle model includes a possibility of occurring of sudden tire damage when in motion. In such situation a model of cooperation of a tire and a surface is of crucial significance. A semi-empirical, non-linear TMeasy tire model was used. Its parameters were obtained on the basis of the results of the tests performed on 14.00R20 tires with run flat inserts. A vehicle model parameterization was based on the results of the vehicle measurements, however the validation was based on the results of experimental road tests of braking with damaged tires. Performed calculations and simulations indicated that when braking is started a process of vehicle deviation and related motion track modification is initialized. The motion track deviation increases as the initial braking speed is increased.

PL

Uszkodzenie opony, które dość często pojawia się podczas eksploatacji pojazdów specjalnych (budowlane, leśne, militarne, rolnicze), wpływa na ruch pojazdu, również podczas gwałtownego hamowania. Analizie poddano ruch czteroosiowego pojazdu w celu dokonania oceny wpływu uszkodzenia opon (pęknięcie, rozerwanie) na jego zachowanie się podczas gwałtownego hamowania, a na tej podstawie oceny możliwości reakcji kierowcy na zaburzenia ruchu wynikające z takiego stanu awaryjnego. Korzystając z programu PC-Crash opracowano model pojazdu umożliwiający symulację ruchu pojazdu specjalnego. Model pojazdu uwzględnia możliwość powstania nagłego uszkodzenia opony w czasie jazdy. W takiej sytuacji decydujące znaczenie ma model współpracy opon z nawierzchnią. Zastosowano nieliniowy semi-empiryczcny model opony TMeasy, którego parametry uzyskano na podstawie wyników badań opon 14.00R20 z wkładkami run flat. Parametryzacja modelu pojazdu została oparta na wynikach pomiarów pojazdu, natomiast walidacja na wynikach eksperymentalnych badań drogowych hamowania z uszkodzonym ogumieniem. Przeprowadzone obliczenia i symulacje pokazały, że po rozpoczęciu hamowania następuje proces odchylania pojazdu i związana z tym zmiana toru jazdy. Odchylenie toru jazdy rośnie wraz ze wzrostem prędkości początkowej hamowania.

Słowa kluczowe

EN

tire use; special purpose vehicle operation; active safety; tire damage; run flat tires; driver training

PL

eksploatacja opon; eksploatacja pojazdów specjalnych; bezpieczeństwo czynne; uszkodzenia opon; opony run flat; szkolenie kierowców

• Wydawca: Polskie Naukowo-Techniczne Towarzystwo Eksploatacyjne
• Czasopismo: Eksploatacja i Niezawodność
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 17, no. 1
• Strony: 118--128
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Prochowski L..

• Faculty of Mechanical Engineering Military University of Technology ul. Gen. Sylwestra Kaliskiego 2, 00-908 Warsaw, Poland

autor

Wach W.

• Institute of Forensic Research ul. Westerplatte 9, 31-033 Cracow, Poland

autor

Jackowski J.

• Faculty of Mechanical Engineering Military University of Technology ul. Gen. Sylwestra Kaliskiego 2, 00-908 Warsaw, Poland

autor

Pieniążek W.

• Faculty of Mechanical Engineering Cracow University of Technology al. Jana Pawła II 37, 31-864 Cracow, Poland

Bibliografia

• 1. Blythe W., Day T. D., Grimes W. D., 3-Dimentional Simulation of Vehicle Response to Tire Blow-outs, SAE Technical Paper 980221; Warrendale PA 1998.
• 2. Ejsmont J., Jackowski J., Luty W., Motrycz G., Stryjek P., Świeczko-Żurek B., Analysis of rolling resistance of tires with Run Flat insert, Key Engineering Materials 2014; 597: 165-170.
• 3. Fard M., A., Ishihara T., Inooka H., Dynamics of the head-neck complex in response to the trunk horizontal vibration: modeling and identification, Journal of Biomechanical Engineering 2003; 125(4): 533-539.
• 4. Grover C., Lambourn R. F., Smith T. L., Walter L., Braking and manoeuvring characteristics of oncorrectly inflated low-profile and run-flat tyres, [in:] Proceedings of the 16th Annual Congress of the European Association for Accident Research and Analysis (EVU), Institute of Forensic Research Publishers, Kraków 2007; 181-213.
• 5. Jex H., R., Roll Tracking Effects of G-vector Tilt and Various Types of Motion Washout , Proceedings of 14 Annual Conference on Manual Control, University of Southern California 1978.
• 6. Jurecki R., S., Stańczyk T., L., Jaśkiewicz M., J., Driver's reaction time in a simulated, complex road incident, Transport, 2014 http://dx.doi.org/10.3846 /16484142.2014.913535.
• 7. Lozia Z., Simulation Tests of Biaxial Vehicle Motion after a Tire Blow-out, SAE Technical Paper 2005-01-0410; Warrendale PA 2005.
• 8. Lozia Z., Guzek M., Pieniążek W., Zdanowicz P., Methodology and examples of results of simulation tests on a motion of a multi-axial special vehicle in explosive tire damage conditions, Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów – Proceedings of the Institute of Vehicles 2012; 4(90): 19-42.
• 9. Olson P. L., Forensic aspects of driver perception and response, Lawyers & Judge Publishing Co, Tuscon 1996.
• 10. Parczewski K., Effect of tyre inflation pressure on the vehicle dynamics during braking manouvre. Eksploatacja i Niezawodnosc – Maintenance and Reliability 2013; 15(2): 134-139.
• 11. PC-Crash, A simulation program for vehicle accidents. Operating and technical manual, Version 10.0, Dr. Steffan Datentechnik, Linz, Austria 2010.
• 12. Collective paper, Experimental and simulation tests on multi-axial vehicle dynamics in tire damage conditions, Publishing of the Cracow University of Technology, Cracow 2012.
• 13. Prochowski L., Motor Vehicles. Mechanics of Movement, WKŁ, 2nd Edition, Warsaw 2009.
• 14. Rill G., Simulation von Kraftfahrzeugen, Vieweg & Sohn Verlag GmbH, Braunschweig/Wiesbaden 1994.
• 15. Robinette R., Deering D., Fay R. J., Drag and Steering Effects of Under Inflated and Deflated Tires, SAE Technical Paper 970954; Warrendale PA 1997.
• 16. Wach W. Simulation of vehicle accidents using PC-Crash, Institute of Forensic Research Publishers, Cracow 2011.
• 17. Zębala J., Wach W., Ciępka P., Janczur R., Bypassing manoeuvre driving a car with reduced and no tire pressure, [in:] Proceedings of the 22th Annual Congress of the European Association for Accident Research and Analysis (EVU), Published by EVU, Firenze 2013, 145–155.