Model pojazdu zastosowany w programie V-SIM do symulacji ruchu i zderzeń pojazdów samochodowych

Transkrypt

1 odel pojadu astosowan w pogae V-S do sulacj uchu deeń pojadów saochodowch Daus BUŁKA 1, Pot ŚWDER 2 STRESZCZENE W atkule pblżono odel pojadu o 1 stopnach swobod, astosowan w now pogae V-S penacon do wspoagana ekonstukcj wpadków dogowch. Pedstawono także sposób opsu agadneń cąstkowch takch jak: odel opon, odel awesena, układ haulcow, slnk, układ penesena napędu c układ keownc. Zwócono uwagę na uposcena dostosowane do skal agadnena, jak spotkają sę begl analując wpadk dogowe. Słowa klucowe: odel pojadu, sulacja, poga koputeow, V-S, ekonstukcja wpadków dogowch WPROWADZENE Poga V-S jest now, opacowan w Polsce, pogae koputeow penacon główne do wspoagana ekonstukcj wpadków dogowch. Poga wkonuje sulację uchu ped- podeenowego pojadów saochodowch, a także analę deeń poęd pojada, oa pojadów nn ucestnka uchu dogowego. Poga powstał w kakowskej fe CYBORG DEA s.c. p współpac pacownków nsttutu Ekspet Sądowch w Kakowe Poltechnk Kakowskej. W obecnej wesj pogau ogancono sę do sulacj pojadów saochodowch katego 1 (saochod osobowe) oa N 1 (lekke saochod cężaowe). Analowane są pojad jednocłonowe. W peśle saochodow opowsechnone jest obecne odelowane uchu pojadów a poocą koputeowch sulacj. Zastosowane ta odele 1 g nż. Daus Bułka CYBORG DEA s.c., ul. Kuźnc Kołłątajowskej 15c, PL Kaków 2 d nż. Pot Śwde Poltechnka Kakowska, nsttut Pojadów Saochodowch Slnków Spalnowch, al. Jana Pawła 37, PL Kaków

2 opeają sę jednak na bado scegółow opse budow pojadu, a sulacja odbwa sę p bado dobe okeślonch waunkach pocątkowch gancnch. W eultace wagają one bado dużej lcb paaetów wejścowch. Scególne stotne są w t ppadku dane okeślające budowę awesena, paaet opon, paaet oa ułożene nawechn oa eakcje keującego pojade. W agadnenu ekonstukcj wpadków dogowch, w węksośc ppadków, take dane ne są dostępne. Dodatkow ogancene jest kwesta łożonośc oblcenowej. odel apleentowan w pogae pownen bć użwan na wkłch koputeach buowch, któe są wkostwane pe jego potencjalnch użtkownków. Jest to o tle stotne, że p anale tpowego ppadku wagane jest wkonane klkunastu lub klkudesęcu pebegów sulacj, któej ucestnka są dwa lub węcej pojadów. 1. PRZYJĘTE OZNACZENA A A C 1 C 3 C C Pole powechn cołowej pojadu. Pole powechn bocnej pojadu. Zedukowan współcnnk stwnośc awesena -tego koła. Współcnnk pogesj stwnośc awesena -tego koła. Współcnnk cołowego opou poweta. Współcnnk bocnego opou poweta. D Zedukowan współcnnk tłuena dla fa dobca awesena - c tego koła. D Zedukowan współcnnk tłuena dla fa odbca awesena - tego koła. Sua sł ewnętnch dałającch na pojad w układe wąan pojade. Sła (noalna) eakcj awesena -tego koła w położenu neutaln. Sła cołowego opou aeodnacnego. a Sła bocnego opou aeodnacnego. b Sła gawtacj dałająca na pojad. g Sła eakcj awesena -tego koła pojadu. Składowe sł eakcj awesena w układe wąan pojade. Składowe sł eakcj opon w układe wąan punkte stku opon nawechną.

3 g e e Pspesene eske. asow oent bewładnośc -tego koła uwględnając ówneż edukowan asow oent bewładnośc slnka układu penesena napędu. Główne asowe oent bewładnośc pojadu. asa pojadu Sua oentów sł ewnętnch dałającch na pojad w układe wąan pojade. oent napędow slnka. Zedukowan oent haując slnka wstępując na -t kole. oent haując haulca wstępując na -t kole. h oent aksaln slnka. Zedukowan oent napędow wstępując na -t kole. n oent opoów własnch wstępując na -t kole. t oent opoów tocnch podłoża wstępując na -t kole. Składowe oentu sł ewnętnch dałającch na pojad w układe wąan pojade. N oc aksalna slnka. n Poeń wodąc obektu. R Poeń tocn -tego koła. d s Zedukowana welkość ugęca awesena -tego koła w stosunku do pocj neutalnej. w Pędkość watu. w Składowe pędkośc watu w układe wąan pojade. Globaln, necjaln układ odnesena. Układ odnesena wąan pojade. Układ odnesena wąan punkte stku opon nawechną. ρ Gęstość poweta. Pędkość obotowa pojadu w układe wąan pojade. Pędkość obotowa -tego koła. e n Pędkość obotowa slnka. Pędkość obotowa dla oentu aksalnego slnka. Pędkość obotowa dla oc aksalnej slnka. Składowe pędkośc obotowej pojadu wględe wbanch os.

4 Θ c Tenso asowego oentu bewładnośc pojadu. 2. ODEL RUCHU Zastosowan w pogae V-S odel uchu pojadu opat jest na dsketnej, knetcnej, postępującej w case sulacj. Pojad taktowan jest jako bła stwna pousająca sę w wnku oddałwującch na ną sł ewnętnch. odel ten wkostuje dwa odaje układów odnesena: Jeden globaln, necjaln układ współędnch, w któ opsane jest chwlowe położene sulowanch obektów oa oescene eleentów śodowska, onacon jako X. Oś tego układu oentowana jest pecwne do sł gawtacj (ponowo w góę w sulowan śodowsku). Położene pocątku tego układu wbeane jest pe użtkownka dowolne. Nenecjalne układ współędnch wąane każd sulowanch pojadów, onacone jako X. w układach tch wnacane są sł ewnętne dałające na pojad, wpowadane są ównana uchu oa opsane są położena eleentów składowch pousającch sę pojadów. Śodek tego układu najduje sę w śodku as analowanego pojadu. Oś (podłużna) defnowana jest jako posta leżąca na pecęcu podłużnej płascn set pojadu pooą płascną najdującą sę na pooe śodka as neobcążonego pojadu. Jej wot wban jest w keunku natualnego uchu pojadu (do podu). Oś (ponowa) skeowana jest ponowo w góę neobcążonego pojadu. Keunek wot os (popecnej) wnka otogonalnośc pawoskętnośc układu.

5 Położene śodka as pojadu w układe necjaln wnacone jest pe wekto. Położene kątowe pojadu defnowane jest pe ace obotu, któa oże bć ntepetowana jako łożene tech kolejnch obotów: pews obót (γ ) wokół os, dug obót (α ) wokół jednokotne obóconej os tec obót ( β ) wokół dwukotne obóconej os. 3. PODSTAWOWE RÓWNANA RUCHU Ruch pojadu opatwan jest jako swobodn uch bł stwnej w pesten 3D o 6 stopnach swobod. Równana uchu pojadu opatwane są w, opsan wceśnej, nenecjaln układe wąan e śodke as pojadu ( ): ) ( (1) Θ Θ c c (2) Boąc pod uwagę specfkę konstukcj pojadu saochodowego dla uchu obotowego pjęto tenso asowego oentu bewładnośc o eowch asowch oentach bewładnośc poa oenta główn: (3) Θ c Pblżene to dało to następując, post układ ównań skalanch opsującch uch obotow: (4) 4. WYZNACZENE SŁ OENTÓW ZEWNĘTRZNYCH Na suacną słę dałająca na pojad składa sę sła gawtacj, sł wnosone pe awesena poscególnch kół oa sł opou aeodnacnego cołowego bocnego: a a g (5)

6 Sła gawtacj odnesena: g wnacana jest pope tansfoację globalnego układu g g g (6) Sł eakcj awesena opsane ostał dalej, w odale 6. Sł opou aeodnacnego stanową stotn cnnk p dużch pędkoścach pojadu lub p dużej pędkośc watu (w scególnośc bocnego). Wnacane są one neależne dla powechn cołowej bocnej pojadu na podstawe wględnej pędkośc pojadu wględe otacającego poweta uwględnając pędkość watu ( w ). Ponowa, nośna sła aeodnacna ostała w t odelu ponęta: a ± ρ / 2 C A ( w 2 ) 2, a (7) ± ρ / 2 C A ( w ) Z wenonch wceśnej sł aon ch dałana wnacan jest suacn oent sł ewnętnch, pojając słę gawtacj, któa płożona jest w śodku as. 5. RAKCJE ZAWESZENA Poga V-S posada kneatcn odel neależnego awesena kół, uwględnając ponow uch koła. Pjęt odel ne oganca lcb kół pojadu. Neależne dla każdego koła, na podstawe położena saochodu lokalnej konfguacj nawechn wnacane jest ugęce awesena ( ). Na podstawe chwlowego ugęca pędkośc jego an wlcana jest sła noalna eakcj awesena uwględnając spężstość o chaaktestce pogeswnej oa dwe watośc tłuena (neależne dla fa dobca odbca awesena): s 3 Dc s (, ) a(a( s s C3 s C1 s,) D s s s <,) (8) Poostałe sł eakcj awesena ( oa ) pjowane są jako sł eakcj opon po odpowednej tansfoacj układu odnesena koła do

7 układu pojadu. Punkt płożena sł eakcj awesena do nadwoa pjęt jest jako punkt stku opon nawechną. 6. ODEL KOŁA OGUONEGO P wnacanu nteakcj opona nawechna astosowan ostał aawansowan, nelnow odel opacowan w nsttuce Bepeceństwa Dogowego Unwestetu chgan (HSR) pe espół Dugoffa [2] uwględnene wpowadonch późnej udoskonaleń [3]. Ze wględu na ogancon oa nnejsej pac ne jest on tu scegółowo opsan. Sł eakcj opon lcone są w układe wąan punkte stku opon jedną ( ). Sła noalna opon ( ) pjowana jest jako sła noalna eakcj awesena ( ). Na podstawe, pędkośc obotowej koła, wględnej pędkośc podłoża paaetów podłoża wnacane są, według tego odelu sł eakcj opon oa. Dla każdego kół neależne lcona jest dnaka ch uchu obotowego (dodatkow stopeń swobod), uwględnając oent napędow n opo uchu: oent haując haulca h, oent haując slnka e, oent opoów tocnch t oa oent opoów własnch : 7. UKŁAD HAULCOWY R ± ) (9) n d ( h e t Zastosowan odel układu haulcowego uwględna dałane koektoa sł haowana tlnej os spełnającego wagana ałącnka n X 13-go egulanu ECE dla każdego stanu obcążena ożlwoścą pac egulatoa lnowego. Paaet układu haulcowego odelaca sł adawane są paaetcne. Układ haulcow oże opcjonalne uwględnać dałane układu pecwblokującego (ABS) dałającego pope odulację oentu haującego kół w opacu o ch wględn poślg. 8. SLNK UKŁAD PRZENESENA NAPĘDU oent napędow slnka wnacan jest jego chaaktestk ewnętnej, któa to wnacana jest fouł Hahna wagającej jedne ogólne nanch paaetów slnka:

8 N (1) n n 2 e ( e ) ( ) 2 e ( n ) W układe penesena napędu uwględnane jest spęgło, wbane pełożene w skn begów, pełożene końcowe oa okład oentu napędowego na poscególne ose. Spęgło oże najdować sę w jedn tech stanów: włącone, cęścowo włącone oa całkowce włącone. Uwględnan jest asow oent bewładnośc slnka, układu penesena napędu oa spawność układu penesena napędu. 9. UKŁAD KEROWNCZY Układ keownc ealowan jest pe post, kneatcn odel dałając według asad Ackeana. W odelu t uwględnona jest podatność ecwstego układu pope koektę popecnch sł eakcj opon os keowanej. PODSUOWANE Uważa, że stopeń skoplkowana pjętego odelu pojadu oguena jest adekwatn dla poteb ekonstukcj wpadków dogowch. Popawność pjętego odelu ostała potwne wefkowana pope poównane wnków dałana pogau badana dogow pepowadon na ecwstch pojadach pe Poltechnkę Kakowską [4]. LTERATURA 1. Steffan H., ose A., The Collson and Tajecto odels of PC-CRASH, SAE Pape Dugoff H., An Analss of Te Tacton Popetes and The nfluence on Vehcle Dnac Pefoance, SAE Pape Uffelann., Rechenodell enes Refens fu Seten und Ufangskaftubetangung. Baunschweg Gegożek W., Śwde P., Now poga do sulacj uchu pojadów deeń V-S. Wstępna ocena pdatnośc do celów ekspet sądowej. Paagaf na dode 8/23, s THE VEHCLE ODEL USED N THE COPUTER PROGRA V-S OR SULATON O A VEHCLE OVE AND CRASHES SUARY

9 The pape pesents a odel of vehcle wth 1 degees of feedo used n new V-S copute poga appled n oad accdent econstucton. The tajecto odel, te, suspenson, bakng sste, engne, powe tanssson and steeng sste odels ae descbed too. Splfcatons adapted to the scale of pobles cout epets cope wth n oad accdent analses have been entoned. Ke wods: vehcle tajecto odel, copute poga, V-S, oad accdent econstucton