PORÓWNANIE POZIOMU SYMULOWANYCH DRGAŃ ODDZIAŁUJĄCYCH NA DZIECKO PRZEWOŻONE SAMOCHODEM LUB POJAZDEM SZYNOWYM

P R A C E N A U K O W E P O L I T E C H N I K I W A R S Z A W S K I E J z. XX Transport 2016 Sposób cytowana: Kardas-Cnal E., Loza Z., Węckowsk D., Porównane pozomu symulowanych drgań oddzałujących na dzecko przewożone samochodem lub pojazdem szynowym. Prace Naukowe Poltechnk Warszawskej. Transport. Zeszyt 112. Warszawa 2016 r. Str. 153-164. Ewa Kardas-Cnal 1, Zbgnew Loza 1,2, Darusz Węckowsk 2 1 Poltechnka Warszawska, Wydzał Transportu, 2 Przemysłowy Instytut Motoryzacj PORÓWNANIE POZIOMU SYMULOWANYCH DRGAŃ ODDZIAŁUJĄCYCH NA DZIECKO PRZEWOŻONE SAMOCHODEM LUB POJAZDEM SZYNOWYM Rękops dostarczono: m-c rok Streszczene: W pracy autorzy przedstawają wynk badań dotyczących porównana komfortu jazdy dzecka przewożonego samochodem pojazdem szynowym. Badano wpływ losowych nerównośc podłoża, po którym przemeszczają sę koła pojazdu (drog lub toru kolejowego) na welkość charakterystykę częstotlwoścową drgań, na które narażony jest mały pasażer - dzecko przewożone w standardowym fotelku, posadowonym na fotelu pojazdu drogowego lub szynowego. Narzędzam badawczym są modele symulacyjne ruchu pojazdu drogowego szynowego oraz modele fotela pasażera pojazdu fotelka do przewozu dzec, uprzedno z powodzenem wykorzystane w welu pracach badawczych naukowo-techncznych autorów. Do oceny komfortu jazdy zastosowano normę ISO 2631 1. Symulacje numeryczne przeprowadzono dla klku prędkośc jazdy. Słowa kluczowe: drgana, środk transportu, dzecko w fotelku 1. WSTĘP Transport lądowy ma domnujące znaczene w przewoze pasażerów towarów. Wskazują na to jednoznaczne dane statystyczne [17,18,19], zgodne z którym udzał transportu drogowego wynos 40,48% w przewoze pasażerów (merzonym w pasażeroklometrach [19]) oraz 84,0% w przewoze ładunków (merzonym w tonach [18]). Analogczne wskaźnk dla transportu kolejowego przyjmują wartość, odpowedno, 36,14% 12,6%. Łączne, dla obu środków transportu, udzały te wynoszą 76,62% 96,6%. Pasażerowe pojazdów samochodowych szynowych są poddawan drganom, których źródłem są determnstyczne losowe nerównośc drog/toru, stany neustalone ruchu pojazdów oraz wymuszena wewnętrzne zwązane z pracą układu napędowego (wraz z slnkem), hamulcowego jezdnego. W prezentowanej pracy autorów nteresują przede wszystkm efekty losowych nerównośc podłoża, po którym przemeszczają sę koła pojazdu, a węc drog lub toru kolejowego. Obektem poddanym wspomnanym

2 Ewa Kardas-Cnal, Zbgnew Loza, Darusz Węckowsk wymuszenom jest dzecko przewożone w standardowym fotelku, posadowonym na fotelu pojazdu drogowego lub szynowego. Wele badań zostało wykonanych, aby określć szkodlwy wpływ drgań na organzm ludz dorosłych. Natomast bardzo mało jest badań w zwązku z tym opublkowanych danych dotyczących małych dzec przewożonych środkam transportu. Zdolność absorbowana drgań przez organzm małego dzecka jest nny nż u człoweka dorosłego. Najslnejsze absorbowane drgań przez cało małych dzec występuje w przedzale częstotlwośc 3 do 16 Hz [20]. Narzędzam badawczym stosowanym w prezentowanej pracy są modele symulacyjne ruchu pojazdu drogowego szynowego oraz modele fotela pasażera pojazdu fotelka do przewozu dzec. Modele te były uprzedno z powodzenem wykorzystane w welu pracach badawczych naukowo-techncznych (na przykład [13,15]). Porównane zostały drgana ponowe wybranych punktów cała dzecka (ścślej: manekna dzecka) w trakce ruchu prostolnowego z różnym prędkoścam na drodze/torze o losowych nerównoścach, odpowadających stanow rzeczywstemu. Wyznaczono mary statystyczne symulowanych drgań oraz ch obraz w dzedzne częstotlwośc, zgodne z zalecenam Mędzynarodowej Organzacj Standaryzacj (ISO) [8]. Wykonane oblczena symulacyjne oraz wyznaczone wskaźnk charakterystyk częstotlwoścowe pozwalają ocenć porównać ucążlwość drgań ponowych dzałających na dzecko, pochodzących od losowych nerównośc drog/toru. 2. MODEL SYMULACYJNY RUCHU I DYNAMIKI SAMOCHODU OSOBOWEGO Model ruchu, dynamk dwuosowego pojazdu drogowego odpowada samochodow osobowemu klasy średnej KIA Ceed [12,15, 16]. Analzowany jest przede wszystkm ruch podstawowy pojazdu, reprezentowany przez współrzędne położena bryły nadwoza ch pochodne. Rozpatrywane są także wybrane zaburzena zwązane z ruchem samochodu po nerównej nawerzchn drog zjawskam zachodzącym w kontakce kerowanych kół ogumonych z podłożem. Pojazd traktowany jest jako zbór 9 elementów masowych: bryły nadwoza, 4 punktów materalnych, w których skupono tzw. masy neresorowane pojazdu (zwązane z kołam jezdnym), 4 wrujących kół jezdnych. Elementy te są połączone członam wodzącym, sprężystym tłumącym. Zaweszene przedne jest typu McPherson ze stablzatorem przechyłu bocznego. Zaweszena koła lewego prawego tylnego są nezależne od sebe (poza sprzężenem przez stablzator przechyłu bocznego). Składają sę z elementu sprężystego (sprężyny śrubowej), amortyzatora, dwóch wahaczy poprzecznych, wahacza wzdłużnego pomocnczego. Nadwoze ma podłużną płaszczyznę symetr. Nawerzchna drog jest neodkształcalna. Dopuszcza sę pochylene wzdłużne boczne drog oraz jej nerównośc. Są one przestrzenną realzacja procesu losowego gaussowskego, stacjonarnego, ergodycznego, zgodne z klasyfkacją ISO [9]. Pojazd oddzałuje na podłoże przez podatne koła ogumone (pneumatyk). Wprowadzono rzeczywstą charakterystykę kątów skrętu kół jako funkcję kąta obrotu kerowncy dla układu neobcążonego. Uwzględnono podatność układu kerownczego

Porównane pozomu symulowanych drgań oddzałujących na dzecko 3 [15,16]. Dodatkowe kąty skrętu kół są funkcjam momentów stablzujących oraz podatnośc skrętnej kolumny kerownczej wraz z przekładną oraz podatnośc lewej prawej strony układu zwrotnczego. W opse sł kontaktowych wykorzystano model HSRI-UMTRI [4,5] uzupełnony o model stanów neustalonych ogumena IPG-Tre [15]. Sły powstające w kontakce koło-droga są także efektem modelowana własnośc sprężystych koła ogumonego, dzałana układów ABS (przecwblokującego), ASR (przecwpoślzgowego) ESP (stablzacj toru ruchu pojazdu), zgodne z wytycznym algorytmam frmy Bosch [1,2] oraz dostępną dokumentacją producentów modelowanych pojazdów. Ops ruchu pojazdu jest prowadzony w układze nercjalnym zwązanym z drogą oraz w układach lokalnych zwązanych z elementam masowym układu. Ruch kulsty bryły nadwoza opsano, wykorzystując kąty samolotowe, zwane też quas-eulerowskm [7,11,15,16]. Równana ruchu wyprowadzono wykorzystując równana Lagrange a II rodzaju [7,11,15,16]. Opsywany układ ma 14 stopn swobody odpowadające: 3 współrzędnym określającym położene środka masy bryły nadwoza w nercjalnym układze odnesena, 3 współrzędnym opsującym ruch kulsty bryły nadwoza względem jej środka masy, 4 współrzędnym opsującym ruch punktów zwązanych z kołam jezdnym względem bryły nadwoza oraz 4 kątom obrotu kół. Model pojazdu samochodowego opsano szerzej w pracach [12,15,16]. Uzyskano dla nego bardzo dobre wynk weryfkacj eksperymentalnej. 3. MODEL UKŁADU POJAZD SZYNOWY TOR Badana symulacyjne dynamk pojazdu w ruchu po torze oparto na modelu matematycznym rzeczywstego układu pojazd szynowy-tor. Równana ruchu modelu opsują dynamkę układu wraz z parametram modelu oraz wymuszenam układu stanową podstawę do opracowana programu symulacyjnego. Zakres badań zawera sę w obszarze zjawsk nskoczęstotlwoścowych, który obejmuje odpowedz dynamczne pojazdu zwązane z komfortem jazdy na wymuszena pochodzące od nerównośc geometrycznych toru. Zakłada sę, że częśc składowe pojazdu zachowują sę jak bryły sztywne, zaś tor jest też elementem sztywnym. W układze tym wyróżna sę trzy podukłady: pojazd szynowy, strefę kontaktu koła z szyną oraz tor. Zastosowany model pojazdu szynowego opsuje konwencjonalny wagon pasażersk na wózkach dwuosowych typu 25ANa [3,13], które charakteryzują sę bardzo dobrym właścwoścam begowym oraz bardzo wysokm komfortem jazdy wagonów w ne wyposażonych. Model fzyczny pojazdu jest złożony z 7 brył sztywnych, tj. nadwoza pojazdu, dwóch wózków czterech zestawów kołowych. Model matematyczny ma 27 stopn swobody, które odpowadają poprzecznym, ponowym oraz kątowym przemeszczenom brył tworzących pojazd. Model opsuje pojazd szynowy poruszający sę ze stałą prędkoścą jazdy po torze prostym, przy uwzględnenu losowych nerównośc geometrycznych toru. Położene brył składowych pojazdu szynowego jest opsane w układze odnesena zwązanym z lną środkową toru o wymarach nomnalnych. Pomędzy składowym bryłam pojazdu szynowego występują połączena podatne (sprężysto-tłumące), które stanową zaweszene pojazdu. W rozpatrywanym pasażerskm pojeźdze szynowym zaweszene jest dwustopnowe. Perwszy stopeń zaweszena

4 Ewa Kardas-Cnal, Zbgnew Loza, Darusz Węckowsk (perwszy stopeń usprężynowana) tworzą połączena podatne pomędzy zestawam kołowym ramam wózków, drug stopeń (drug stopeń usprężynowana) stanową połączena podatne pomędzy ramam wózków nadwozem pojazdu. W zastosowanym modelu przyjęto lnowe charakterystyk elementów połączeń podatnych. Modelowane toru kolejowego jest uwarunkowane m.n. zakresem częstotlwośc drgań występujących w układze pojazd szynowy-tor. Dla drgań nskoczęstotlwoścowych rozpatrywanych w nnejszej pracy tor kolejowy jest dostateczne dokładne opsany przez swoją nomnalną geometrę (tor prosty, łuk, krzywe przejścowe, rozjazdy) oraz parametry określające zaburzena jego geometr, charakteryzujące stan utrzymana toru. Parametram tym są nerównośc geometryczne toru: poprzeczne nerównośc, ponowe nerównośc, lokalna przechyłka, szerokość toru (jej zmany w stosunku do wartośc nomnalnej). W modelach matematycznych pojazdów szynowych nerównośc geometryczne toru stanową dane wejścowe są traktowane jako realzacje stacjonarnych, ergodycznych procesów stochastycznych. W badanach symulacyjnych przedstawonych w nnejszej pracy wykorzystano eksperymentalne przebeg nerównośc geometrycznych toru klasy QN2 [13]. W modelu układu pojazd szynowy-tor przyjmuje sę, że każde koło jest w stałym kontakce z szyną. Z założena tego wynka stnene równań węzów, które stanową zwązk pomędzy sześcoma współrzędnym określającym położene zestawu kołowego. Zwązk te zależą od przyjętych profl koła szyny. W nnejszej pracy badana przeprowadzono dla szyn typu UIC60 kół typu S1002 o proflach nomnalnych. Wykorzystano równeż, w stabelaryzowanej forme, geometryczne funkcje kontaktowe wyznaczone przy użycu programu RSGEO opracowanego przez W. Kka [14]. Oddzaływane mędzy pojazdem szynowym a torem jest określone przez sły wzajemnego oddzaływana kół zestawów z szynam. Do wyznaczena tych sł w modelach matematycznych układu pojazd szynowy-tor stosuje sę metody oparte na teor kontaktu tocznego FASTSIM opracowanej przez Kalkera [10]. Model układu pojazd szynowy-tor jest nelnowy ze względu na nelnowe geometryczne funkcje kontaktowe oraz nelnową zależność sł kontaktowych od poślzgów względnych mędzy kołem a szyną. Zastosowany model pojazdu szynowego opsano szerzej w pracach [12,13]. 4. MODELE FOTELA PASAŻERA I FOTELIKA DO PRZEWOZU DZIECI Jako model fotela pasażera fotelka do przewozu dzec zastosowano model funkcjonalny (ne wnka sę w strukturę wewnętrzną układu, a spełnony jest jedyne warunek, że w wynku dzałań sygnałów wejścowych otrzymuje sę sygnały wyjścowe dostateczne blske sygnałom wyjścowym obektu). Poneważ w pracy rozpatrywane są wybrane zagadnena oddzaływana drgań na dzecko posadowone w fotelku środka transportu, do analzy wykorzystano model wdmowy fotela pasażera fotelka dzecka [20]. Wykorzystano relacje pomędzy, w tym przypadku, wymuszenem od podłog samochodu (P), a odpowedzą w postac drgań zarejestrowanych przez czujnk umeszczone w maneknach (osoby dorosłej H2 dzecka D) - funkcje przenoszena (transmtancje). Badane charakterystyk częstotlwoścowych zrealzowano metodą

IH zz I [-] IH zz I [-] Porównane pozomu symulowanych drgań oddzałujących na dzecko 5 empryczną poprzez wyznaczene zwązków pomędzy sygnałem wejścowym, a sygnałam wyjścowym zarejestrowanym podczas badań na obekce rzeczywstym (fzycznym). Wykorzystując wyznaczone przebeg gęstośc wdmowej mocy (PSD) można oblczyć (zależność (1)), dla danej częstotlwośc wymuszena f, moduł transmtancj wdmowej jako stosunek odpowedz PSD odp do wymuszena PSD odp. H ( f ) zz PSD ( f ) 2 odp PSD ( f ) wym (1) Oblczone moduły transmtancj wykorzystano do wyznaczena zależnośc pomędzy podłogą, a tułowem głową dzecka w fotelku. Na rysunkach 1 2 przedstawono oblczone moduły transmtancj dla manekna dzecko (D) w fotelku oraz dla porównana dla manekna osoby dorosłej H2. Przebeg te przedstawają zestawene wymuszena odpowedz. W przypadku manekna dzecka w fotelku są to: a) fotelk - podłoga samochodu (Kf/P), b) tułów dzecka - fotelk (DT/Kf), c) głowa dzecka - fotelk (DG/Kf), d) głowa dzecka - podłoga (DG/P). W przypadku manekna osoby dorosłej H2 są to: a) fotel - podłoga samochodu (K/P), b) tułów manekna H2 - sedzsko (H2B/K), c) głowa manekna H2 - sedzsko (H2G/K), d) głowa manekna H2 - podłoga (H2G/P). Wykorzystując tak wyznaczone moduły transmtancj, dokonano porównana komfortu jazdy dzecka przewożonego (w fotelku) samochodem pojazdem szynowym. Relacje pomędzy wymuszenem od podłog samochodu, a odpowedzą w postac drgań zarejestrowanych przez czujnk umeszczone w maneknach są opsane szerzej w pracy [20]. 10 8 6 Kf/P DT/Kf DG/Kf DG/P 10 8 6 K/P H2B/K H2G/K H2G/P 4 4 2 2 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Czestotlwosc Hz Rys. 1. Moduły transmtancj porównane dla manekna dzecka (D) w fotelku 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Czestotlwosc [Hz] Rys. 2. Moduły transmtancj porównane dla manekna osoby dorosłej H2

6 Ewa Kardas-Cnal, Zbgnew Loza, Darusz Węckowsk 5. METODA OCENY KOMFORTU JAZDY ZWIĄZANEGO Z DRGANIAMI POJAZDU Jednym z głównych czynnków, które stotne wpływają na komfort jazdy w środkach transportu są drgana odczuwane przez pasażera. Ocena komfortu zwązanego z drganam jest przeprowadzana na podstawe przyspeszeń, jakch doznaje człowek znajdujący sę w pojeźdze. Do oceny komfortu zwązanego z wpływem drgań o ogólnym dzałanu na organzm człoweka zastosowano normę ISO 2631-1:1985 [8]. Na podstawe otrzymanych numeryczne przyspeszeń nadwoza pojazdu oblczono przyspeszena skuteczne w pasmach tercjowych o częstotlwoścach środkowych w zakrese od 0.8 Hz do 80 Hz. W norme ISO 2631-1:1985 wyznaczone w ten sposób przyspeszena skuteczne porównuje sę z grancam komfortu, ucążlwośc szkodlwośc zależnym od częstotlwośc środkowych pasm tercjowych. Grance te zależą równeż od kerunku analzowanych drgań: są take same dla przyspeszena wzdłużnego ( a x ) poprzecznego ( a y ) lecz nne dla przyspeszena ponowego ( a z ). Przyspeszena skuteczne w pasmach tercjowych wyznacza sę oddzelne dla każdej składowej przyspeszena na podstawe jej gęstośc wdmowej mocy: Sax( f ), Say( f ) lub Saz ( f ). Wartośc skuteczne przyspeszeń ax;rms ( f ), ay;rms ( f ), az;rms ( f ) w pasmach tercjowych oblcza sę numeryczne za pomocą zależnośc (2), gdze ndeks numeruje kolejne pasma tercjowe ( f f / 2, f f / 2) o częstotlwoścach środkowych f z zakresu od 0.8 Hz do 80 Hz szerokoścach f 0.213 f. ;rms f f /2 f /2 1/2 a ( f ) S ( f ') df ' ( x, y, z ) (2) f a Symulacje numeryczne ruchu pojazdu umożlwają wyznaczene wzdłużnych ( a xb ) a yb poprzecznych ( ) ponowych ( a zb ) przyspeszeń nadwoza pojazdu w funkcj czasu t. Na podstawe tych przyspeszeń wyznacza sę ch wdmowe gęstośc mocy S ( f ) ( x, y, z ) w funkcj częstotlwośc f. Gęstośc te pozwalają następne wyznaczyć gęstośc wdmowe przyspeszeń a doznawanych przez pasażera (dzecko), wykorzystując w tym celu odpowedną macerz transmtancj. Poneważ w obecnej pracy badana skupone na ocene komfortu zwązanego z drganam ponowym, gęstość wdmową przyspeszena ponowego a z oblcza sę w uproszczony sposób, jako 2 az zz azb S ( f ) H ( f ) S ( f ), zgodne ze wzorem (1). a b

Porównane pozomu symulowanych drgań oddzałujących na dzecko 7 6. WYNIKI ANALIZA KOMFORTU JAZDY W perwszej kolejnośc zostaną omówone wynk dla przypadku jazdy samochodem. Są one przedstawone na rysunku 3. Wraz ze wzrostem prędkośc jazdy następuje wzrost wartośc ponowych przyspeszeń skutecznych az;rms ( f ) głowy dzecka oraz tułowa dzecka usadowonego w fotelku oraz zmena sę zakres częstotlwośc dla tych wartośc. Dotyczy to głowy (DG) tułowa dzecka (DT), przy czym wększe wartośc ampltud występują w przypadku głowy dzecka. W przypadku nawerzchn drog bardzo dobrej (klasa B) dla prędkośc 60 km/h zakres ten wynos od 1 do 8 Hz, a dla prędkośc 140 km/h 1 do 6 Hz. Przy czym najwększe wartośc az;rms ( f ) występują w przedzale 2 do 4 Hz. Można zauważyć, że wartośc ampltud az;rms ( f ) są ponad 10 razy wększe dla prędkośc 140 km/h w porównanu do wartośc otrzymanych dla prędkośc 60 km/h. Przyspeszena skuteczne ne przekraczają grancy komfortu dla częstotlwośc powyżej 8 Hz dla prędkośc v=60 km/h oraz częstotlwośc wększych nż 10 Hz dla prędkośc od 80 do 140 km/h. W przedzale częstotlwośc od 0.8 do 10 Hz przekroczona jest, a dla prędkośc wększych nż 80 km/h przekroczona jest równeż granca ucążlwośc dla 2-4 Hz. Wnosk te są słuszne dla głowy tułowa dzecka. Wynk oblczeń dla pojazdu szynowego przedstawono na rysunku 4. Wraz ze wzrostem prędkośc jazdy następuje, podobne jak dla jazdy samochodem, wzrost wartośc ponowych przyspeszeń skutecznych a ;rms ( f ) głowy dzecka tułowa dzecka z usadowonego w fotelku. Jednocześne wraz ze wzrostem prędkośc jazdy zwększa sę zakres częstotlwośc, dla których te przyspeszena osągają duże wartośc. Dotyczy to zarówno głowy (DG) jak tułowa dzecka (DT), przy czym wększe wartośc przyspeszeń skutecznych występują w przypadku głowy dzecka. Dla prędkośc 60 km/h powyższy zakres częstotlwośc wynos od 1 do 20 Hz, a dla prędkośc 140 km/h od 1 do 30 Hz. Maksymalne wartośc przyspeszena skutecznego a ;rms ( f ) występują w przedzale od 2 do 5 Hz dla prędkośc 60 80 km/h oraz od 2 do 11 Hz dla prędkośc 100, 120 140 km/h. Jednocześne najwększe wartośc az;rms ( f ) występują dla prędkośc 120 km/h są one są około 5 razy wększe w porównanu do wartośc otrzymanych dla prędkośc 60 km/h. Przyspeszena skuteczne ne przekraczają grancy komfortu dla całego rozpatrywanego zakresu częstotlwośc dla prędkośc v=60 80 km/h. Dla prędkośc 100, 120 140 km/h jest przekroczona dla częstotlwośc 4, 8 10 Hz. Dla badanego zakresu prędkośc ne jest przekroczona granca ucążlwośc szkodlwośc (w całym zakrese częstotlwośc). Wnosk te są słuszne dla głowy tułowa dzecka. z

8 Ewa Kardas-Cnal, Zbgnew Loza, Darusz Węckowsk 1.0 0.8 0.6 0.4 KIA DG v=60 km/h KIA DT v=60 km/h granca ucążlwośc granca szkodlwośc 1.0 0.8 0.6 0.4 KIA DG v=80 km/h KIA DT v=80 km/h granca ucążlwośc granca szkodlwośc 0.2 0.2 0.0 0.0 1.0 0.8 0.6 0.4 KIA DG v=100 km/h KIA DT v=100 km/h granca ucążlwośc granca szkodlwośc 1.0 0.8 0.6 0.4 KIA DG v=120 km/h KIA DT v=120 km/h granca ucążlwośc granca szkodlwośc 0.2 0.2 0.0 0.0 1.0 0.8 0.6 0.4 KIA DG v=140 km/h KIA DT v=140 km/h granca ucążlwośc granca szkodlwośc 0.2 0.0 Rys. 3. Ponowe przyspeszena skuteczne az;rms ( f ) głowy dzecka (DG) oraz tułowa dzecka (DT) usadowonego w fotelku zamontowanym w samochodze osobowym, dla prędkośc jazdy: v = 60 km/h, v = 80 km/h, v = 100 km/h, v = 120 km/h, v = 140 km/h. Droga klasy B [9]. Grance komfortu, ucążlwośc szkodlwośc zaznaczono zgodne z normą ISO 2631-1 [8].

Porównane pozomu symulowanych drgań oddzałujących na dzecko 9 0.16 0.16 0.14 0.12 0.10 0.08 0.06 0.04 wagon DG v=60 km/h wagon DT v=60 km/h 0.14 0.12 0.10 0.08 0.06 0.04 wagon DG v=80 km/h wagon DT v=80 km/h 0.02 0.02 0.00 0.00-0.02-0.02 0.16 0.14 0.12 0.10 0.08 0.06 0.04 wagon DG v=100 km/h wagon DT v=100 km/h 0.16 0.14 0.12 0.10 0.08 0.06 0.04 wagon DG v=120 km/h wagon DT v=120 km/h 0.02 0.02 0.00 0.00-0.02-0.02 0.16 0.14 0.12 0.10 0.08 0.06 0.04 wagon DG v=140 km/h wagon DT v=140 km/h 0.02 0.00-0.02 Rys. 4. Ponowe przyspeszena skuteczne az;rms ( f ) głowy dzecka (DG) oraz tułowa dzecka (DT) usadowonego w fotelku zamontowanym w wagone pasażerskm dla prędkośc jazdy: v = 60 km/h, v = 80 km/h, v = 100 km/h, v = 120 km/h, v = 140 km/h. Grance komfortu, ucążlwośc szkodlwośc zaznaczono zgodne z normą ISO 2631-1 [8].

10 Ewa Kardas-Cnal, Zbgnew Loza, Darusz Węckowsk 7. PODSUMOWANIE Wraz ze wzrostem prędkośc jazdy następuje wzrost wartośc ponowych przyspeszeń skutecznych a ;rms ( f ) głowy dzecka oraz tułowa dzecka usadowonego w fotelku w z samochodze oraz w wagone pasażerskm. Zmena sę równeż zakres częstotlwośc, dla których przyspeszena skuteczne osągają maksymalne wartośc. Dotyczy to zarówno głowy (DG) jak tułowa dzecka (DT), przy czym neznaczne wększe wartośc występują w przypadku głowy dzecka. Wartośc ponowych przyspeszeń skutecznych a ;rms ( f ) są klkakrotne wększe dla samochodu nż dla pojazdu szynowego. Granca komfortu jazdy jest przekroczona w wększym zakrese częstotlwośc dla samochodu nż dla pojazdu szynowego, natomast granca ucążlwośc przekroczona jest jedyne w przypadku samochodu. Zdolność absorbowana drgań przez organzm dzecka najslnej występuje w przedzale częstotlwośc 3 16 Hz. Wynk otrzymane w nnejszej pracy wskazują, że w tym zakrese częstotlwośc występuje równeż wzrost wartośc analzowanych przyśpeszeń, zarówno dla samochodu jak wagonu kolejowego. z Bblografa [1] Bosch. Automotve handbook. Robert Bosch GmbH. SAE Internatonal. 3 rd 8 th edton, 1993-2011. [2] Bosch. Praca zborowa. Układ stablzacj toru jazdy ESP. WKŁ. ISBN 83-206-1365-5. Warszawa 2000. [3] Chudzkewcz A.: Elementy dagnostyk pojazdów szynowych. Wyd. Inst. Technolog Eksploatacj, Bbloteka Problemów Eksploatacj, Radom 2002. [4] Dugoff H., Fancher P.S., Segel L.: An analyss of tre tracton propertes and ther nfluence on vehcle dynamc performance. SAE Techncal Paper 700377. [5] Fancher P.S. Jr., Bareket Z.: Includng roadway and tread factors n sem-emprcal model of truck tyres. Supplement to Vehcle System Dynamcs, Vol. 21 (1993), pp. 92-107. [6] Gacomn J.: Absorbed power of small chldren, Clncal Bomechancs, Vol. 20 (2005), pp. 372-380. [7] Gutowsk R.: Mechanka analtyczna. PWN. Warszawa 1971. [8] ISO 2631 1: Mechancal vbraton and shock. evaluaton of human exposure to whole-body vbraton. Part 1: General Requrements. Internatonal Organzaton for Standardzaton, 1985 1997. [9] ISO/TC 108/253. Reportng vertcal road surface rregulartes. Generalsed vertcal road nputs to vehcles [10] Kalker J.J.: A fast algorthm for the smplfed theory of rollng contact. Vehcle System Dynamcs 11, 1-3, 1982. [11] Kamńsk E., Pokorsk J.: Teora samochodu. Dynamka zaweszeń układów napędowych pojazdów samochodowych. WKŁ. Warszawa 1983. [12] Kardas-Cnal E., Loza Z.: Porównane pozomu symulowanych drgań oddzałujących na pasażera/ładunek samochodu pojazdu szynowego. Logstyka. Nr 4, 2015 r. Dzał Logstyka nauka, str. 17 plus tekst *.pdf na płyce CD-1 (10 stron; str. 417-426). [13] Kardas-Cnal E.: Bezpeczeństwo komfort jazdy pojazdu szynowego z uwzględnenem losowych nerównośc geometrycznych toru. Monografa. Prace Naukowe Poltechnk Warszawskej. Transport. Zeszyt 94. Warszawa 2013 r. [14] Kk W.: MEDYNA, User Manual. ArgeCare 1997. [15] Loza Z.: Analza ruchu samochodu dwuosowego na tle modelowana jego dynamk. Monografa. Prace Naukowe Poltechnk Warszawskej. Transport. Zeszyt 41. Warszawa 1998 r.

Porównane pozomu symulowanych drgań oddzałujących na dzecko 11 [16] Loza Z.: Modele symulacyjne ruchu dynamk dwóch pojazdów uprzywlejowanych. Czasopsmo Technczne, zeszyt 8, rok 109. Mechanka, zeszyt 3-M/2012. Str. 19-34. [17] Główny Urząd Statystyczny. Departament Handlu Usług. Transport wynk dzałalnośc w 2013 r. Notatka nformacyjna. Materał na konferencję prasową w dnu 29 serpna 2014 r. [18] Departament Handlu Usług - GUS, Urząd Statystyczny w Szczecne. Informacje opracowana statystyczne. Transport drogowy w Polsce w latach 2010 2011. Warszawa 2013 r. ISSN 2083-4438. [19] Urząd Transportu Kolejowego. Departament Regulacj Rynku Kolejowego Departament Bezpeczeństwa Kolejowego. Ocena funkcjonowana Rynku Transportu Kolejowego Stanu Bezpeczeństwa Ruchu Kolejowego w 2012 roku. Warszawa, wrzeseń 2013 r. [20] Węckowsk D.: Ocena drgań ponowych samochodu oddzałujących na dzec posadowone w fotelkach. Wydawnctwo Naukowe PIMOT, Warszawa 2013 r. COMPARISON OF THE LEVEL OF SIMULATED VIBRATIONS ACTING ON A CHILD TRANSPORTED IN A ROAD CAR OR A RAILWAY VEHICLE Summary: The paper reports the results of the nvestgatons on the rde comfort for a chld transported n a safety seat mounted n a road car and a ralway vehcle. It has been nvestgated how random rregulartes of the surface on whch the vehcle wheels move (the road or the ralway track) affect the magntude and the frequency characterstcs of the vbratons to whch s exposed the young passenger a chld transported n a standard safety seat located on a passenger seat n a road car or a ralway vehcle. The appled research tools are the smulaton vehcle dynamcs models of road car and ralway vehcle as well as the models of a passenger seat and a chld safety seat whch all have prevously been used successfully n numerous research works by the present authors. The ISO 2631 1 standard has been appled to evaluate the rde comfort. The numercal smulatons have been performed for several rde veloctes. Keywords: vbratons, means of transport, chld n safety seat