MOST CITED
Update: 2021-07-01
Task „Implementation of procedures ensuring the originality of scientific papers published in the quarterly „Eksploatacja i Niezawodność – Maintenance and Reliability” financed under contract 532/P-DUN/2018 from the funds of the Minister of Science and Higher Education for science dissemination activities.
Leon Prochowski
Analiza toru ruchu samochodu po uderzeniu w barierę betonową
Analizie poddano przebieg toru ruchu samochodu po uderzeniu w betonową barierę drogową. Tor ruchu samochodu w fazie po zderzeniowej jest istotnym wskaźnikiem wypełniania funkcji ochronnej przez barierę. Wykorzystano tu model dynamiki procesu zderzenia i deformacji samochodu uderzającego w barierę oraz ruchu tej bariery. Model przedstawiono w pracy [7]. Przeprowadzono obliczenia, które pokazały wpływ kąta uderzenia i energii uderzenia na tor ruchu samochodu po zakończeniu fazy kontaktu z barierą. Obliczenia wykonano z uwzględnieniem skutków ustawiania barier na różnych podłożach. Rozważono ruch samochodów kategorii M1 (segment handlowy B i C), czyli najczęściej występujących na drogach. Podczas analizy wyników obliczeń brano pod uwagę kąt odejścia toru ruchu samochodu, mierzony bezpośrednio po zakończeniu fazy kontaktu pojazdu z barierą. Oddzielnej ocenie poddano odległość toru ruchu środka masy samochodu od krawędzi bariery w jej położeniu statycznym. Dokonano analitycznej aproksymacji wyników obliczeń i uzyskano zależności wielkości charakteryzujących przebieg toru ruchu samochodu od kąta i energii uderzenia w barierę.
The analysis of a car motion path after collision with a concrete barrier
A course of a car motion path after collision with a concrete road barrier has been analyzed. A car motion path at the postimpact stage makes a significant index of the protective function fulfilled by a barrier. A model of the impact process dynamics and deformation of a car hitting the barrier as well as the barrier motion have been used in this work. That model is presented in [7]. Calculations have been carried out that indicated the influence of the impact angle and impact energy on the car motion path after completion of the barrier contact stage. Calculations have been carried out considering the effects of placing the barrier on different types of the ground. Motion of the M1 category cars has been considered (commercial segment B and C), that is the most common cars on the roads. During the analysis of computation results, the car path deflection angle, measured just after the end of the car and barrier contact stage, has been considered. A separate evaluation of the distance between the motion path of the centre of the car mass and the edge of the barrier in its static position, has been performed. Analytical approximation of results has been performed and dependences of values characterizing the course of the car motion path on the impact angle and the impact energy have been obtained.
Analiza wpływu pozycji człowieka w samochodzie na ryzyko obrażeń w czasie wypadku drogowego
Przygotowano i przeprowadzono badania eksperymentalne, które mają na celu pogłębienie analizy wpływu pozycji osoby siedzącej na tylnym siedzeniu w samochodzie osobowym na ryzyko jej obrażeń w czasie wypadku drogowego. Ryzyko to jest rozważane i obliczone w aspekcie zajmowania przez człowieka w samochodzie pozycji nieznacznie odbiegającej od zaplanowanej przez producentów urządzeń ochrony indywidualnej. Uwagę skupiono na analizie wymiernych skutków zmiany tej pozycji w obszarze ruchu torsu i głowy oraz odkształcenia szyi. Badania eksperymentalne były symulacją fizyczną czołowego uderzenia samochodu w sztywną przeszkodę. Pokazały one, że stosunkowo niewielkie różnice w początkowej pozycji manekina mogą być przyczyną znacznych różnic w trajektorii ruchu oraz położeniu manekina w kulminacyjnej fazie testu zderzeniowego. Różnice te zostały szczegółowo opisane. Analizie poddano także wartości wskaźników kryterialnych, które dotyczą powstawania obrażeń głowy, szyi i klatki piersiowej. Wyniki obliczeń wskaźników potwierdzają wpływ już niewielkiej zmiany położenia nóg i torsu na ich wartości, a zatem na prawdopodobieństwo powstawania obrażeń u osób jadących na tylnych siedzeniach samochodu osobowego.
Analysis of the influence of passenger position in a car on a risk of injuries during a car accident
Experimental tests have been prepared and carried out in order to deepen the analysis of the influence of a position of a rear seat passenger in a passenger car on a risk of injuries during a road accident. This risk is considered and calculated in the aspect of a car passenger position that slightly deviates from the one planned by manufacturers of individual protection devices. Attention was focused on the analysis of measurable effects of the position modification in the area of torso and head movement and neck deformation. The experimental tests included a physical simulation of a frontal collision of a car and a rigid obstacle. They showed that relatively small changes to the initial dummy position could be a reason of significant differences in the movement trajectory and dummy position at the final stage of the crash test. These differences are described in details. The analysis also included the criteria index values that refer to the head, neck and chest injuries. Index calculation results confirm the influence of a small change to the leg and torso position on the index values, thus on the probability of injuries of the rear seat passengers in a passenger car.
Analysis of the risk of double-deck bus rollover at the avoidance of an obstacle (analytical approach and computer simulation)
When critical traffic situations are analysed, particular attention should be paid to the behaviour of double-deck buses in curvilinear motion. Due to the high location of the centre of mass of such vehicles, even relatively low values of vehicle speed result in a considerable risk of bus rollover under the impact of lateral forces.The paper presents an analytical approach to the bus motion along a road bend and a computer simulation of the process of avoiding an obstacle having suddenly sprung up. At the first stage, the hazards encountered during motion along a curve with constant radius were analysed; the motion along a curvilinear path with dynamically varying radius was explored at the second stage. The analysis of the risk of bus rollover at the avoidance of an obstacle is based on a model of bus motion dynamics with 12 degrees of freedom. The calculations were carried out with the use of a computational program specially built for this purpose where a double-deck bus model and a bus driver model, adapted to the traffic situation analysed, were applied.
Analiza zagrożenia przewróceniem się autobusu piętrowego podczas omijania przeszkody (ujęcie analityczne i symulacja komputerowa)
Podczas analizy krytycznych sytuacji w ruchu drogowym szczególną uwagę warto skierować na zachowanie się autobusów piętrowych (double deck) w ruchu krzywoliniowym. Pojazdy te, wobec wysoko położonego środka masy, są zagrożone przewróceniem się pod działaniem sił bocznych już przy stosunkowo niskich wartościach prędkości jazdy. W pracy przedstawiono ujęcie analityczne w odniesieniu do ruchu autobusu na łuku drogi oraz symulację komputerową procesu omijania nagle pojawiającej się przeszkody. W pierwszym etapie analizie poddano zagrożenia podczas ruchu krzywoliniowego o stałym promieniu, a w drugim rozważa się ruch krzywoliniowy z dynamicznie zmiennym promieniem. Analiza zagrożenia przewróceniem się podczas gwałtownego omijania przeszkody jest oparta na modelu dynamiki autobusu o 12 stopniach swobody. Obliczenia przeprowadzono przy wykorzystaniu zbudowanego w tym celu programu obliczeniowego, w którym aplikowano model autobusu piętrowego i model kierowcy, dostosowany do analizowanej sytuacji drogowej.
Eksperymentalne i modelowe badania wpływu uszkodzenia opon run flat na dynamikę hamowania wieloosiowego pojazdu specjalnego
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.
Experimental and model studies on the influence of the run flat tire damage on braking dynamics of the multi-axial special purpose vehicle
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.
Ocena procesu narastania przebiegu podczas eksploatacji samochodów ciężarowych w kilku kategoriach pojemności silnika
W czasie wieloletniej eksploatacji samochodów zmianie ulega intensywność ich użytkowania oraz zakres realizowanych zadań transportowych. Zmiany te są rezultatem analizy kosztów eksploatacji, niezawodności oraz osiąganych parametrów trakcyjnych. Zmiany w procesie eksploatacji, które zachodzą wraz z wiekiem samochodów, analizowano na podstawie przebiegu prawie 9000 samochodów ciężarowych. Analizowany jest dwudziestoletni okres eksploatacji pojazdów. Rezultaty tej analizy wykorzystano podczas estymacji modeli matematycznych, które opisują zasadnicze cechy procesu narastania wartości przebiegu, pojawiające się w ostatnich latach wraz z intensywnym wzrostem transportu drogowego w Polsce. Opracowano modele narastania przebiegu w siedmiu kategoriach pojemności silnika. Podano współczynniki równań tych modeli oraz dokonano wszechstronnej oceny dokładności obliczonych na ich podstawie wartości przebiegu. Obliczone względne miary rozrzutu wartości przebiegu z tych modeli nie przekraczają 12% od wartości średnich, wyznaczonych z danych eksperymentalnych. Zaproponowano procedurę postępowania, która prowadzi do wyznaczenia oceny procesu narastania przebiegu i jest oparta na dotychczasowych doświadczeniach w tym zakresie. Pokazano, że proces narastania przebiegu ma silny związek z pojemnością silnika. Proces narastania przebiegu jest ważnym źródłem informacji podczas planowania eksploatacji pojazdów, prognozowania kosztów, a także oceny emisji spalin i zużycia energii w całym cyklu eksploatacji samochodów w firmach transportowych.
Evaluation of the process of mileage growth during the operation of motor trucks, in several categories of engine cubic capacity
The intensity of use of motor vehicles and the range of the transport jobs performed change during the many-year operation of such vehicles. The changes are introduced in result of ongoing analyses of actual current vehicle operation costs, reliability, and performance characteristics. The changes in the vehicle operation process, taking place with vehicle’s age, were analysed on the grounds of the mileage of over 9 000 motor trucks. The analysis covered a 20-year period of vehicle operation. The analysis results were used to estimate the mathematical models that describe the basic characteristics of the mileage growth process, with changes in these characteristics as observed in the recent years along with an intensive development of the road transport in Poland. Models of vehicle mileage growth have been developed for seven categories of engine cubic capacity. The coefficients of model equations have been given and the accuracy of the mileage values calculated on these grounds has been comprehensively evaluated. The relative measures of the scatter in the mileage values obtained from these models do not exceed 12 % of the average values determined from experimental data. A procedure has been proposed that leads to evaluating the mileage growth process and is based on the experience having already been gained in this field. It has been shown that the mileage growth process is strongly related to the engine cubic capacity. The mileage growth process is an important source of information for the planning of vehicle operation, forecasting of costs, and estimating of exhaust emissions and energy consumption in the whole cycle of operation of motor vehicles by transport companies.