Vontatott járművek stabilitása

Fehér Ádám Bálint Msc I.évf.

email: adamfeher98@gmail.com

Konzulens: Horváth Hanna Zsófia, Műszaki Mechanikai Tanszék

email: hanna.horvath@mm.bme.hu

A dolgozat témája az utánfutók, mint vontatott járművek, stabilitásának vizsgálata. A vontatott járművek felborulása, valamint a jellegzetes kígyózó mozgása a közúti közlekedésben gyakran előforduló jelenség. Ennek kiváltó oka több fizikai, valamint műszaki jellemző együttes hatásaként értelmezhető. A jellegzetes pattogó, kígyózó mozgás a mechanika világában ún. dinamikai stabilitásvesztésnek felel meg. [1]

A dolgozat során egy kétkerekű vontatmány kerül modellezésre, melyen két állítható pozíciójú súly található, amely a megrakodott járműre ható terhelést modellezi. Az utánfutó mechanikai modelljének felhasználása segítségével a mozgásegyenletek is levezetésre kerülnek, amely több sajátosságot is magában hordoz. A jármű kerekei és az útfelület közötti kapcsolat modellezésére szolgáló úgynevezett Magic Formula, a kerekek elválása miatt fellépő nem-simaságot kezelő közelítő Heaviside-függvény is megemlítendő. A nemlineáris mozgásegyenletek felhasználásával az utánfutó mozgásának pontosabb szimulációját lehet elkészíteni. A vontató jármű nem kerül modellezésre, kapcsolatát a vontatmánnyal egy holonóm, konstans sebességkényszer valósítja meg. A vizsgált mechanikai rendszer 4 szabadsági fokkal rendelkezik.[2]

A rendszer stabilitásról átfogó képet nyújtanak a stabilitástérképek. Lineáris stabilitásvizsgálat során a linearizált mozgásegyenletek felhasználásával detektálhatóak azon paramétertartományok, ahol az utánfutókra jellemző, jellegzetes dinamikai stabilitásvesztés bekövetkezik.

A stabilitás növelésének érdekében szabályozóalgoritmust alkalmazunk, mely fékerők formájában jelenik meg a rendszer mechanikai modelljében. A szabályozóban fellépő időkésés azonban nagyban bonyolítja a problémát, nevezetesen végtelen dimenzióssá „alakítja” a vizsgált rendszert. Szemi-diszkretizációs eljárás segítségével vizsgálható a szabályozóparaméterek hatása az utánfutó viselkedésére. Numerikus szimulációk segítségével ellenőrizhetőek a kialakult rezgések tulajdonságai.[3],[4]

Irodalom:

1. Horváth, Hanna, Z. [2019], Non-smooth mechanical models of towed vehicles’, Msc dolgozat. Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem

2. Horváth, Hanna Zs. és Takács, Dénes (2020) The effect of time delay on the stability control of trailers. In: ASME 2020 International Design Engineering

Technical Conferences - Dynamic Systems and Control Conference DSCC 2020, 2020.10.04-2020.10.07.

3. Horvath, Hanna Zsofia, and Denes Takacs. "Stability and local bifurcation analyses of two-wheeled trailers considering the nonlinear coupling between lateral

and vertical motions." Nonlinear Dynamics 107.3 (2022): 2115-2132.

4. Insperger, Tamás, and Gábor Stépán. Semi-discretization for time-delay systems: stability and engineering applications. Vol. 178. Springer Science & Business

Media, 2011.

szerző

Fehér Ádám Bálint
Gépészeti modellezés mesterképzési szak
mesterképzés (MA/MSc)

konzulens

Horváth Hanna Zsófia
doktorandusz, Műszaki Mechanikai Tanszék

helyezés

Jutalom