Járműszerelvény stabilitásvizsgálata dinamikus kerékmodell alkalmazásával

Beregi Sándor MSc I. évf.

e-mail: sandor.beregi@gmail.com

Konzulens: Dr. Takács Dénes, Műszaki Mechanikai Tanszék

e-mail: takacs@mm.bme.hu

Napjainkban a járműdinamika területén számos kutatás foglalkozik a gumikerekek deformációjának, és ennek a járművek stabilitásra gyakorolt hatásának vizsgálatával. E terület jelentőségét indokolja többek között az is, hogy egyre inkább elterjednek a közúti járművek vezetését (pl. a parkolást) segítő rendszerek, amelyek a mozgás mind pontosabb modellezését igénylik, amelynek sarkalatos pontja a kerékmodell megválasztása.

A dolgozatban egy személygépjárműből és vontatmányból álló járműszerelvény stabilitását vizsgáltam, amelyet síkbeli, ún. „bicikli”-modellel helyettesítettem, amely egy a járműiparban általánosan alkalmazott eljárás közúti járművek modellezése esetén. A kerékdeformációkból származó erők illetve koncentrált erőpárok meghatározására kétféle, a gumikerék ún. feszített húr modelljén alapuló modellt alkalmaztam, amelyekről az ezen a területen folytatott aktuális kutatások eredményei alapján elmondható, hogy jelentősen módosítják a vizsgált rendszer dinamikus viselkedését az egyszerűbb, kvázi-statikus deformációt feltételező kerékmodellekhez képest. Az első esetben a kerék kvázi-statikus modelljét a kerék kontakttartományon kívül eső részének relaxációját is figyelembe véve módosítottam, míg a másik esetben a futófelület egyes pontjaink a talajhoz való letapadását feltételező, így a kerék múltbeli helyzetét is figyelembe vevő, „emlékező” kerékmodellt alkalmaztam.

Utóbbi esetben a kerék pontjainak helyzetét leíró parciális differenciálegyenlet haladóhullám-megoldását megkeresve, linearizálást követően a kvázi-statikus kerékmodell esetén véges dimenziós, közönséges differenciálegyenletekkel leírható rendszerről végtelen dimenziós, késleltetett differenciálegyenletekkel leírható rendszerre jutottam. A stabilitásvizsgálatot az első esetben analitikusan, míg a késleltetett rendszer esetében numerikus úton végeztem el, szemi-diszkretizációval meghatározva a stabilitási tartományok jellegét. Korábbi munkám során a járműszerelvény stabilitását kvázi-statikus kerékmodell segítségével is vizsgáltam, amelynek eredményeit jelen dolgozatban referenciaként felhasználtam.

Mindezek mellett a dolgozat célja volt egy, a vontatmányok stabilitásával kapcsolatos eredmények validálását lehetővé tevő kísérleti berendezés megépítése, amelyen bemutathatók a járműszerelvény stabilitásvesztésének jellegzetes módjai. Annak érdekében, hogy a kísérleti és a mechanikai modell paraméterei egymásnak megfeleltethetőek legyenek, szükség volt a kísérletek során használt modellautó kerék deformáció-erő karakterisztikájának kísérleti úton történő meghatározására is.

Irodalom:

1. Pacejka, H.B., Tyre and Vehicle Dynamics, Elsevier Butterworth-Heinemann, Oxford, 2002.

2. Gantmacher, F., Lectures in Analytical Mechanics, Mir Publishers, Moszkva, 1975.

3. Takács, D., Stépán, G., Contact patch memory of tyres leading to lateral vibrations of four-wheeled vehicles, Philosophical Transactions of the Royal Society, A 1-16. 2011.

4. Bachrathy D., Stépán G., Bisection method in higher dimensions and the efficiency number, Periodica Politechnica, Mechanical Engineering, 56/2 81-83. 2012.

szerző

Beregi Sándor
gépészmérnöki
nappali alapszak

konzulens

Dr. Takács Dénes
egyetemi docens, Műszaki Mechanikai Tanszék

helyezés

I. helyezett