Metodyka badań stateczności ruchu pojazdów w oparciu o badania mobilnych modeli

• Autorzy: Parczewski K. , Romaniszyn K. M.

Warianty tytułu

EN

Methods of testing of vehicles lateral stability based on the study of physical models

• Konferencja: International Congress on Combustion Engines (5 ; 24-26.06.2013 ; Bielsko-Biala, Poland)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono metodykę pozwalająca na wykorzystanie modeli fizycznych pojazdów w skali do analizy stateczności rzeczywistych pojazdów. Parametry geometryczne modelu oraz kinematykę i dynamikę ruchu określono wykorzystując teorię podobieństwa i analizę wymiarową. Omówiono problemy związane z konstruowaniem modeli i ich zespołów oraz zagadnienia związane ze sterowaniem modelu z uwzględnieniem skali podobieństwa. Zagadnienia dotyczące konstrukcji dotyczyły nie tylko parametrów wynikających z teorii podobieństwa ale również i podobieństwo konstrukcyjnego układów przeniesienia napędu, zawieszeń, układu kierowniczego i opon. Dodatkowy problem stanowi zwiększenie wymagań dotyczących sterowania modelu. Na podstawie przeprowadzonych badań opracowano algorytm postępowania dla badań stateczności poprzecznej w dynamicznych warunkach ruchu mobilnego modelu odwzorowującego dynamikę samochodu rzeczywistego.

EN

The paper presents a methodology that allows the use of vehicles physical models on scale to analyze the stability of real vehicles. The geometric parameters of the model and the kinematics and dynamics of motion were determined using the theory of similarity and dimensional analysis. The problems related to the construction of models and their parts and to the steering system, taking into account the scale of similarity. Issues concerning the construction were not only the parameters derived from the theory of similarity but also the structural similarity of powertrain, suspension, steering system and tires. An additional problem is the increasing requirements for the control model. Assessed the performed studies was developed algorithm for testing vehicle lateral stability on the study of the physical model in dynamic traffic conditions to allow the representation of the full size vehicle dynamics.

Słowa kluczowe

PL

badania mobilnego modelu pojazdu; badania stateczności ruchu pojazdów; stateczność poprzeczna pojazdów

EN

study of mobile vehicle models; stability testing of vehicles; lateral stability

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Naukowe Silników Spalinowych
• Czasopismo: Combustion Engines
• Rocznik: 2015
• Tom: R. 54, nr 3
• Strony: 241--249
• Opis fizyczny: Bibliogr. 39 poz., wykr., pełen tekst na CD

Twórcy

autor

Parczewski K.

• Wydział Budowy Maszyn i Informatyki Akademii Techniczno-Humanistycznej w Bielsku Białej, ul. Willowa 2, 43-309 Bielsko-Biała

autor

Romaniszyn K. M.

• Wydział Budowy Maszyn i Informatyki Akademii Techniczno-Humanistycznej w Bielsku Białej, ul. Willowa 2, 43-309 Bielsko-Biała

Bibliografia

• 1. Andrzejewski R.: Stabilność ruchu pojazdów kołowych, WNT Warszawa 1997.
• 2. Arczyński St.: Mechanika ruchu samochodu, WNT Warszawa, 1993.
• 3. Baker W.E., Eestine P.S., Dodge F.T.: Similarity methods in engineering dynamics Theory and practice of scale modeling, Spartan Books, New Jersey, 1978.
• 4. Berry R. E.: Justification for using scale models for impact response evaluation of the SST transportation system, Transportation Division Sandia National Laboratories, Albuquerque, 1990, SAND-90-2337.
• 5. Brennan S., Alleyne A.: A scaled test-bed for vehicle control: the IRS, Proceedings of IEEE, International Conference on Control Applications, 1/2004.
• 6. Brennan S.: Modeling and control issues associated with scaled vehicles. Master’s thesis, University of Illinois at Urbana Champaign, 1999.
• 7. Buckingham E.: On physically similar systems: Illustration of the use of dimensional equations. Physics Review, 4/1914, 345-376.
• 8. Grzegożek W., Adamiec-Wójcik I., Wojciech S.: Komputerowe modelowanie dynamiki pojazdów, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, 2003.
• 9. Guzek M., Lozia Z., Reński A.: Wpływ sztywności kątowej zawieszeń na stateczność poprzeczną pojazdu dwuosiowego na przykładzie samochodu dostawczego, Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów, 29 (1998) 3.
• 10. Lapapong S., Gupta V., Callejas E., Brennan S.: Fidelity of using scaled vehicles for chassis dynamic studies, Vehicle System Dynamics, 47 (2009) 11, 1401-1437.
• 11. Lapapong S.: Vehicle rollover prediction for banked surfaces, Pennsylvania State University, 2010.
• 12. Longoria R. G., Al-Sharif A., Patil C.: Scaled vehicle system dynamics and control: A case study on anti-lock braking. International Journal of Vehicle Autonomous Systems, 2 (2004) 1-2,18–39.
• 13. Lozia Z.: Analiza ruchu samochodu dwuosiowego na tle modelowania jego dynamiki. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej 1998.
• 14. O’Brien R.T. Jr., Piepmeier J.A., Hoblet P.C., Burns S.R., George C.E.: Scale-model vehicle analysis using an off-the-shelf scale-model testing apparatus, Proceedings of American Control Conference 2004, 2004.
• 15. Odenthal D., Bunte T., Ackermann J.: Nonlinear Steering and Braking Control for Vehicle Rollover Avoidance, Proceedings of the European Control Conference, 1999.
• 16. Parczewski K., Wnęk H.: The attempt to use the car model to the analysis of the vehicle movement after the curvilinear track, Transactions of the Universities of Košice 2009, (2009) 3, 117-120.
• 17. Parczewski K., Wnęk H.: The tyre characteristics of physical models used to investigate vehicles lateral stability, Part D: Journal of Automobile Engineering, 4/2014, 1-7.
• 18. Parczewski K., Wnęk H.: Using mobile scaled vehicle to investigate the truck lateral stability, Wykorzystanie mobilnego modelu pojazdu do analizy stateczności bocznej samochodu ciężarowego. Eksploatacja i Niezawodność-Maintenance and Reliability, Lublin 15 (2013) 4, 415-421.
• 19. Parczewski K., Wnęk H.: Utilization of the car model to analysis of the vehicle movement after the curvilinear track, Wykorzystanie modelu samochodu do analizy ruchu pojazdu po torze krzywoliniowym. Eksploatacja i Niezawodność Maintenance and Reliability, Lublin 8 (2010) 4, 37-46.
• 20. Parczewski K., Wnęk H.: Wykorzystanie kryteriów podobieństwa do analiz stateczności ruchu na podstawie mobilnego modelu samochodu ciężarowego, Logistyka (2012) 3, 1797-1805.
• 21. Parczewski K.: Analiza możliwości wykorzystania modelu fizycznego pojazdu do oceny stateczności ruchu pojazdów wielkogabarytowych, Wydawnictwo Akademii Techniczno-Humanistycznej w Bielsku-Białej, Rozprawa naukowa 52/2014.
• 22. Patil C.B.: Antilock Brake System Re-design and Control Prototyping using a One-fifth Scale Vehicle Experimental Test-bed, Master’s Thesis, Department of Mechanical Engineering, The University of Texas at Austin, Austin, Texas, 2003.
• 23. Prochowski L., Kozioł St.: Zagrożenia w ruchu pojazdów z wysoko położonym środkiem masy, Problemy Eksploatacji-(2011) 2.
• 24. Romaniszyn K. M.: Mobilne modele samochodów do badań stateczności, Logistyka (2012) 3.
• 25. Travis W. E., Whitehead R. J., Bevly D. M., Flowers G. T.: Using Scaled Vehicles to Investigate the Influence of Various Properties on Rollover Propensity, Proceedings of American Control Conference, Boston, (2004) 4, 3381-3386.
• 26. USDOT, A Comprehensive Experimental Examination of Selected Maneuvers That May Induce On-Road, Untripped, Light Vehicle Rollover-Phase IV of NHTSA's Light Vehicle Rollover Research Program, NHTSA report HS 809 513, 10/2002.
• 27. USDOT, An Experimental Examination of Selected Maneuvers That May Induce On-Road Untripped Light Vehicle Rollover-Phase II of NHTSA’s 1997-1998 Vehicle Rollover Research Program, NHTSA report HS 808 977, 7/1999.
• 28. Vera R.: Scale model AHS research facility (SMARF), Idea Project Final Report, Transportation Research Board-National Research Council, 1995.
• 29. Verma R., Del Vecchio D., Fathy H. K.: Development of a scaled vehicle with Longitudinal dynamics of a HMMWV for ITS testbed. Paper University of Michigan, 2007.
• 30. Winkler C.: Rollover of Heavy Commercial Vehicles, University of Michigan Transportation Research Institute, Research Review 31 4/2000.
• 31. PN-ISO 8855 (2011): Pojazdy drogowe. Dynamika zachowania się podczas jazdy. Terminologia.
• 32. ISO 14791 (2000): Heavy Commercial vehicles and Articulated Buses. Lateral stability test methods.
• 33. ISO 14792 (2003): Heavy Commercial vehicles and Articulated Buses. Steady state circular test.
• 34. ISO 14793 (2003): Heavy Commercial vehicles and Articulated Buses. Lateral transient response test methods.
• 35. ISO 3888 (2004): Road vehicles. Test procedure for severe line change manoeuvre.
• 36. ISO 4138 (2012): Road Vehicles – Steady State Circular Test Procedure.
• 37. ISO 7401 (2003): Road Vehicles – Lateral Transient Response Test Method.
• 38. ГOCTP-52302-2003: Автомобильный, транспортные средства, Управляемост и устойчивост. Техническиe требования. Методы испитаний ГOCTAHДАРТ Mockвa.
• 39. FMVSS No. 136: Electronic Stability Control Systems On Heavy Vehicles, National Highway Traffic Safety Administration, Office of Regulatory Analysis and Evaluation National Center for Statistics and Analysis. 5/2012.