Vontatmányok kígyózása, pattogása, felborulása
A vontatmányok (pl. haszongépjármű pótkocsik, utánfutók) stabilitásvesztése a közúti közlekedésben komoly veszélyforrást jelent. Bizonyos körülmények esetén (pl. rosszul megválasztott rakomány elhelyezés, túl nagy sebesség) az egyenes vonalú mozgás lineáris stabilitásvesztésének következtében úgynevezett kígyózó mozgás jelenik meg (ld. [1]), amely mozgás akár a vontatmány pattogó mozgásához is vezethet. Az egyik kerékről a másikra történő pattogás egyik potenciális kimenetele a vontatmány felborulása. A jelenség nagyban hasonlít a kétkerekű bőröndök pattogó mozgására (ld. [2-4]), mindemellett a vizsgálathoz szükséges mechanikai modellek is nagy hasonlóságot mutatnak.
A dolgozat célja, hogy a korábbi kutatásokban használt pattogó bőrönd mechanikai modelljét felhasználja a vontatmányok stabilitásvesztésének vizsgálatára. Ehhez, a bőrönd esetén alkalmazható pontszerű kerék-talaj kapcsolatot a Pacejka gumikerék modelljével (ld. [5]) helyettesítjük. Mindemellett természetesen a kerékfelfüggesztés rugalmasságát és csillapítását is figyelembe vesszük a modellben.
A vontatmányok mozgásának vizsgálatát az teszi izgalmassá, hogy a különböző mozgásállapotok (egyik, ill. másik keréken való gördülés, két keréken való gördülés, valamint a kerék-talaj kapcsolat nélküli eset) leírásához más-más mozgásegyenlet szükséges, így egy nem-sima rendszerről beszélhetünk. Az egyes mozgásállapotok között kapcsolások szimulációs környezetben való megvalósítása komplex feladat.
A dolgozatban a mozgásegyenletek levezetése és implementálása után, numerikus szimulációk segítségével határozzuk meg a kezdeti feltételek, valamint egyes paraméterek (tömegközéppont helye, vontatmány szélessége és hosszúsága, stb.) hatását a stabilitásra. Célunk, hogy felderítsük azon veszélyes paramétertartományokat, melyekben a stabil egyenes vonalú mozgás mellett a vontatmány felborulásával járó nagy amplitúdójú mozgás is megjelenhet.
Irodalom:
1. Troger, H. and Zeman, K.: A nonlinear-analysis of the generic types of loss of stability of the steady-state motion of a tractor-semitrailer. In: Vehicle System Dynamics 13(4), 161–172. 1984.
2. Suherman, S., Plaut, R.H., Watson, L.T., Thompson, S.: Effect of Human Response Time on Rocking Instability of a Two-wheeled Suitcase. In: Journal of Sound and Vibration, 207 (5). 617-625. 1997.
3. Plaut, R. H.: Rocking instability of a pulled suitcase with two wheels. In: Acta Mechanica 117, 165-179. 1996.
4. Facchini, G., Sekimoto, K., Courrech du Pont, S.: The rolling suitcase instability: a coupling between translation and rotation. In: Royal Society, 473(2202). 2017.
5. Pacejka, H.B.: Tyre and Vehicle Dynamics, Elsevier Butterworth-Heinemann, Oxford, 2002.
szerző
-
Horváth Hanna Zsófia
Gépészeti modellezés mesterképzési szak
mesterképzés (MA/MSc)
konzulens
-
Dr. Takács Dénes
egyetemi docens, Műszaki Mechanikai Tanszék
