• Nie Znaleziono Wyników

Wybrane aspekty badań stateczności technicznej stochastycznej

W dokumencie Jarosław Zalewski (Stron 72-75)

4. STATECZNOŚĆ TECHNICZNA JAKO PRZEDMIOT

4.2. Wybrane aspekty badań stateczności technicznej stochastycznej

Badając stateczność dla przykładu obciążenia pojazdu w pracy [288], wyzna-czono częstości zdarzeń przebywania rozwiązania w określonej klasie zbioru Ω stanowiącego dopuszczalną szerokość drogi, na której pojazd mógł pozostawać w trakcie realizacji manewru podwójnej zmiany pasa ruchu. Długość wybranego fragmentu drogi, jaką pokonał pojazd, podzielono na podprzedziały, zaś dla każde-go z nich zbadano częstości występowania rozwiązania w każdej klasie. Za pracą [130] zastąpiono czas przejazdu drogą jako dziedziną określoności w rozważanym układzie. W pracach [288], [290] oraz [292] zostało to szerzej zaprezentowane.

Na przykładzie pracy [288] można omówić stosowaną metodologię. Otrzy-mane wartości częstości zdarzeń przedstawiono w postaci tabelarycznej, następnie wykorzystano statystykę Kołmogorowa-Smirnowa odpowiednio dla rozkładu nor-malnego (Gaussa) i Rayleigha. Przeprowadzony test Kołmogorowa-Smirnowa (test

λ

) służył weryfikacji hipotezy o niezgodności rozkładów otrzymanej krzywej schodkowej rozwiązań i krzywej ciągłej dla podanych rozkładów na poziomie istotności α = 0,05. Wartość krytyczną obu statystyk (odczytaną z tablic statystycz-nych) porównano z otrzymanymi statystykami dla częstości występowania rozwią-zania w danej klasie. Dystrybuantę ciągłą dla obu wziętych do analizy rozkładów również wyznaczono na podstawie tablic statystycznych.

Celem tych analiz prowadzonych w pracy [288] było porównanie empirycz-nego rozkładu częstości przebywania rozwiązania w danej klasie (dystrybuanta skokowa) z rozkładem ciągłym opisywanym zależnościami analitycznymi, a także zweryfikowanie hipotezy o niezgodności tych rozkładów.

Mimo przeprowadzenia wyżej opisanych analiz, dokonano jedynie jakościo-wego badania stateczności technicznej stochastycznej modelu samochodu, głównie w oparciu o porównanie trajektorii ruchu pojazdu o niezaburzonym i zaburzonym położeniu środka masy. Jest to ważny element omawianych zagadnień, ponieważ pozwala na porównanie otrzymanych rezultatów np. z normą ISO 8855. Analizę ilościową przeprowadzono, wyznaczając częstości zdarzeń występowania rozwią-zania w określonej klasie w aspekcie odchylenia od położenia początkowego. Po-dobne analizy prowadzono np. w pracach [290] i [292].

Badanie stateczności technicznej stochastycznej uzupełniono dwoma zagad-nieniami. Pierwszym była próba odniesienia się oraz bardziej szczegółowego omó-wienia definicji stateczności technicznej stochastycznej pod kątem wymogów, jakie należy spełnić, wykorzystując ją w badaniach jako cechę eksploatacyjną

świadczą-cą o bezpieczeństwie samochodu pojmowanym zgodnie z definicją przyjętą na początku rozdziału 4. Drugim aspektem było wyznaczenie wskaźnika określającego stateczność techniczną stochastyczną w oparciu o badanie znalezienia się trajektorii rozwiązania w określonym, dopuszczalnym obszarze, w którym ruch jest uważany za stateczny, również w odniesieniu do wykorzystywanej definicji (wzór 4.4).

Szczegóły tych rozważań znaleźć można w pracach [140] oraz [145].

W odniesieniu do obszaru dopuszczalnych rozwiązań można przyjąć, że ob-szar, w którym może przebiegać trajektoria rozwiązania podzielony zostanie na 10 równych klas. Całkowita szerokość obszaru Ω odpowiadać może szerokości dwóch pasów ruchu równej w sumie około 5 m. Minimalna szerokość pasa ruchu zgodnie z rozporządzeniem Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej z 2 marca 1999 r. (Dz. U. Nr 43, poz. 430) wynosi 2,5 m, w związku z czym założenie przyję-to jako słuszne [288]. Ponadprzyję-to przyjęprzyję-to ruch stateczny dla sytuacji, kiedy środek masy modelu samochodu nie przekracza określonej odległości od linii środkowej dzielącej drogę na dwa pasy ruchu, co pokazano np. na rys. 36, a omówiono rów-nież w pracach [140] i [288]. Zwrócono uwagę, że środek masy jest jedynie punk-tem reprezentacyjnym i w związku z tym należy uwzględnić szerokość samochodu przy określaniu, czy ruch jest stateczny czy nie.

Przy badaniu stateczności jednym z czynników, jakie brano pod uwagę w pra-cach poświęconych omawianemu zagadnieniu, były maksymalne wartości amplitud trajektorii otrzymanych w wyniku symulacji w różnych warunkach ruchu. I tak, przykładowo dla samochodu z zaburzeniami położenia środka masy w pobliżu granicy stateczności znajdowały się trajektorie dla ruchu po suchej i mokrej na-wierzchni, zaś w przypadku ruchu na oblodzonej nawierzchni drogi wykraczały one poza przyjęty obszar stateczności [288].

Druga część analizy otrzymanych wyników dotyczy częstości występowania trajektorii w określonych przedziałach. Przykładowo dla porównywanych trajekto-rii z rys. 30 i 31 w określonych klasach zachodziły różnice rzędu nawet 0,6 pomię-dzy wartościami częstości zdarzeń otrzymanymi dla ruchu samochodu zaburzonego i niezaburzonego, co odpowiada wynikom symulacji otrzymanym dla najbardziej ekstremalnych warunków ruchu, czyli dla nawierzchni oblodzonej. Szczegóły tych analiz można znaleźć w pracy [288], zaś podobne badania prowadzono także m.in.

w pracach [290] i [292] dla innych manewrów.

Oba fragmenty analizy mogą być zastosowane również do badań innych po-jazdów, np. pokazanego na rys. 2.

Innym przykładem badania stateczności ruch samochodu może być symulacja manewru zawracania o kształcie trajektorii ruchu zbliżonym do haka (ang. fish hook). Symulację przeprowadzono, podobnie jak poprzednie, w programie MSC Adams/Car. W tym przypadku masę nadwozia pojazdu z rys. 1 zwiększono do 1150 kg, obciążając je dwoma takimi samymi masami reprezentującymi kierowcę i pasażera, położonymi równomiernie względem płaszczyzny symetrii pojazdu.

Odległości położenia środka masy nadwozia względem punktu „origo” po obciąże-niu wyniosły: xC = 1,589 m, yC = 0, zC = 0,452 m.

Elementy podatno-tłumiące zawieszenia miały nieliniowe charakterystyki zgodnie z rys. 26b i 27b. Symulację przeprowadzono dla czterech konfiguracji warunków drogowych, przy prędkości początkowej równej 80 km/h:

– nawierzchnia drogi sucha i gładka;

– nawierzchnia oblodzona i gładka;

– nawierzchnia sucha i losowo nierówna;

– nawierzchnia oblodzona i losowo nierówna.

Na rys. 37 i 38 pokazano kształt trajektorii ruchu samochodu jako prze-mieszczenie poprzeczne w funkcji przebytej drogi.

Rys. 37. Przemieszczenie poprzeczne w funkcji przebytej drogi dla manewru zawracania na nawierzchni płaskiej

Źródło: [285].

Rys. 38. Przemieszczenie poprzeczne w funkcji przebytej drogi dla manewru zawracania na nawierzchni nierównej

Źródło: [285].

Manewr zawracania zrealizowano nie w celu badania stateczności samo-chodu w przyjętych warunkach ruchu, a jedynie dla analizy wybranych aspektów dynamiki samochodu, takich jak zmiany przyspieszenia wzdłużnego i poprzecz-nego pojazdu. Jednak przykład ten może stanowić podstawę dalszych badań związanych z wykorzystaniem definicji stateczności technicznej stochastycznej dla różnych manewrów i przy różnym obciążeniu, np. dla pojazdu z rys 2. Szcze-góły analizy związanej z symulacją ruchu pojazdu wykonującego manewr zawra-cania zamieszczone są w pracy [285],

4.3. Problemy związane z odniesieniem badanych zjawisk

W dokumencie Jarosław Zalewski (Stron 72-75)