Streszczenie
Artykuł zawiera rozwaĪania na temat wpływu napraw powypadkowych na wła-ĞciwoĞci mechaniczne materiałów wykorzystywanych do produkcji nadwozi pojazdów. CzĊsto w wyniku uczestniczenia pojazdu w wypadku drogowym zostaje naruszona jego konstrukcja noĞna widoczna w postaci róĪnorodnych odkształceĔ. Na podstawie prze-glądu dostĊpnej literatury ustalono, Īe odkształcenia plastyczne pozostawiają trwałe zmiany w strukturze materiału całkowicie zmieniając w ten sposób jej właĞciwoĞci mechaniczne. Zadaniem niezwykle trudnym, a niekiedy wrĊcz niemoĪliwym jest od-wrócenie tych zmian dostĊpnymi metodami naprawczymi nadwozi pojazdów, które w wiĊkszoĞci przypadków przywracają jedynie jego geometryczny kształt. Aby po-twierdziü skutecznoĞü przeprowadzonej naprawy powypadkowej naleĪy zastosowaü odpowiednie techniki pomiarowe umoĪliwiające poznanie tych własnoĞci mechanicz-nych.
Słowa kluczowe: naprawy powypadkowe, konstrukcja noĞna pojazdów, analiza modalna 1. Wprowadzenie
Wpływ na bezpieczeĔstwo ruchu drogowego ma mnóstwo róĪnych czynników ĞciĞle powiąza-nych z systemem UPO (uĪytkownik ruchu drogowego – pojazd – otoczenie) [11]. Wynika to miĊdzy innymi z tego, Īe system ten nie rozwija siĊ jednakowo. Obecna infrastruktura techniczna i drogowa w Polsce pozostawia wiele do Īyczenia w przeciwieĔstwie do stałego przyrostu liczby pojazdów, które są w najróĪniejszym stanie. W wiĊkszoĞci przypadków samochody uczestniczące w ruchu drogowym mają dziesiĊü i wiĊcej lat, co budzi pewne wątpliwoĞci co do ich stanu technicznego. Współczesne pojazdy samochodowe w stanie nowym dają jedynie okreĞloną gwarancjĊ prawidło-wego zachowania siĊ w ekstremalnych warunkach drogowych. OczywiĞcie kaĪdy pojazd wraz z czasem jego eksploatacji ulega naturalnym procesom degradacji, które to powodują, Īe poszcze-gólne mechanizmy i układy tracą swoją pełną sprawnoĞü techniczną a zuĪyciu ulega znaczna czĊĞü konstrukcji pojazdu. Równie istotnym czynnikiem wpływającym na wytrzymałoĞü konstrukcji jest postĊpujący proces korozji. Dodatkowo takĪe na stan techniczny oddziałują wszelkiego rodzaju uszkodzenia wypadkowe oraz sposób i jakoĞü wykonywanych napraw powypadkowych.
Innym aspektem równie istotnie wpływającym na bezpieczeĔstwo ruchu drogowego jest szereg regulacji prawnych, które w Polsce są bardzo zawiłe i niekiedy równieĪ traktowane bardzo pobieĪ-nie przez pobieĪ-niektóre instytucje wykonawcze.
W ksiąĪce „Eksploatacja techniczna i naprawa” autor wyszczególnia szereg czynników, które sprawiają, Īe stan bezpieczeĔstwa na polskich drogach nie jest wystarczająco zadowalający. Dwa spoĞród nich wydają siĊ byü bardziej istotne a dotyczą niskiego bezpieczeĔstwa biernego pojazdu wynikającej ze złego stanu technicznego oraz niedostatecznej technicznej weryfikacji pojazdów przed dopuszczeniem ich do ruchu drogowego [10].
Jednym z najbardziej istotnych, jeĞli nie najistotniejszym, elementem wszystkich samochodów osobowych z punktu widzenia stanu technicznego jest jego nadwozie, które to w aspekcie technicz-nym pełni odpowiedzialną funkcjĊ struktury noĞnej. Oprócz tego struktura nadwozia ma zapewniaü wysoki poziom bezpieczeĔstwa zarówno pasaĪerów, kierowcy jak i innym uczestnikom ruchu dro-gowego. Niestety obecne metody diagnozowania struktury noĞnej pojazdów w dalszym ciągu opierają siĊ w znacznym stopniu jedynie na organoleptycznej ocenie jej stanu, co obarczone jest duĪym błĊdem w ocenie jej wytrzymałoĞci, trwałoĞci, a tym samym ogólnym poziomie bezpieczeĔ-stwa. Dodatkowo nie wiadomo w jakim stopniu na własnoĞci mechaniczne nadwozia wpływają naprawy powypadkowe. Istnieje zatem potrzeba opracowania techniki pomiarowej umoĪliwiającej dokonanie miarodajnej oceny stanu technicznego struktury noĞnej pojazdu a w szczególnoĞci samo-chodów po naprawach powypadkowych.
2. Procesy degradacji struktury nadwozia
Bez zwątpienia jednym z najbardziej popularnych procesów niszczących konstrukcje noĞne sa-mochodów osobowych jest korozja. Warunki klimatyczne w Polsce sprzyjają rozwojowi korozji w nadwoziach. Parametry klimatyczne, które mają bezpoĞrednie oddziaływanie na postĊpowanie procesów degradacji przedstawiono na rysunku 1.
Istotnym, zatem staje siĊ równieĪ poznanie odpornoĞci korozyjnej nadwozi pojazdów w tak agresywnym Ğrodowisku. Informacje na ten temat mogą zostaü zdobyte realizując odpowiednie ba-dania.
Najprostszym badaniem, jakie jest wykonywane w kaĪdym warsztacie samochodowym, bądĨ w stacji kontroli opiera siĊ na bezpoĞrednich wizualnych obserwacjach, które przy zastosowaniu odpowiednich wskaĨników pozwalają dokonaü oceny stopnia skorodowania. Punktem wyjĞcia do okreĞlenia kryteriów oceny jest klasyfikacja funkcjonalnoĞci elementów nadwozia, których korozja uznana została za czynnik istotny z punktu widzenia bezpieczeĔstwa oraz sposób wyznaczenia stop-nia uszkodzestop-nia. W zaleĪnoĞci od klasy funkcjonalnoĞci elementu i stopstop-nia jego skorodowastop-nia podejmuje siĊ odpowiednie decyzje w procesie diagnozowania. Metody te są jednak mało obiek-tywne, poniewaĪ wynik diagnozy w znacznym stopniu zaleĪy od subiektywnej oceny diagnosty [4,5,7,8].
StopieĔ skorodowania konstrukcji noĞnej samochodu osobowego okreĞlonego przez diagnostĊ daje zaledwie wiedzĊ na temat poziomu zaawansowania procesów korozyjnych, aczkolwiek nie daje Īadnego odniesienia do jego stanu technicznego [4,5].
Rys. 1. Oddziaływanie czynników atmosferycznych na nadwozia ħródło: opracowanie własne.
Wszelkiego rodzaju procesy niszczące takie jak zmĊczenie materiału czy korozja objawiają siĊ zmianami w geometrii i topologii konstrukcji. Powstają nieciągłoĞci materiału, defekty, które pole-gają na wypadaniu pewnych elementów czy wĊzłów. Zniszczenie w takiej postaci odbija siĊ na własnoĞciach dynamicznych konstrukcji a wiĊc równieĪ na macierzy sztywnoĞci, masy i tłumienia. Zaburzenie tych własnoĞci moĪe spowodowaü zmianĊ sił wewnĊtrznych w nadwoziu w związku z czym konstrukcja ta moĪe straciü statecznoĞü lub nawet mieü tendencjĊ do uplastycz-nienia siĊ [4,5,7,8].
2.1. Uszkodzenia powypadkowe
Zaburzenia istotnie wpływające na stan techniczny konstrukcji noĞnej pojazdu wynikają bardzo czĊsto z wystĊpowania uszkodzeĔ powypadkowych (Rys. 2), które zostały juĪ poddane naprawie. PracĊ takiej konstrukcji lub jej czĊĞci moĪemy oceniü z punktu widzenia stanów granicznych: no-ĞnoĞci, przystosowania i uĪytkowania. Stan granicznej noĞnoĞci konstrukcji wystĊpuje wtedy, gdy w strukturze tworzy siĊ globalny lub lokalne mechanizmy ruchu dla całej konstrukcji przy jedno-czesnym zachowaniu geometrycznej niezmiennoĞci pozostałych czĊĞci konstrukcji. Ze stanem granicznym przystosowania mamy do czynienia, gdy konstrukcja wchodzi w fazĊ pracy sprĊĪysto
– plastycznej, tzn. przynajmniej jeden jej element ulega odkształceniu plastycznemu. Dla danej wiel-koĞci obciąĪenia konstrukcja przystosowuje siĊ, tzn. gdy ją odciąĪamy, to przy nastĊpnym cyklu nie bĊdzie przyrostu odkształceĔ trwałych, jeĪeli nie przekroczy siĊ danego obciąĪenia. Zmaleje sztyw-noĞü konstrukcji, poniewaĪ czĊĞü jej elementów weszła w krytyczny obszar pracy i ich sztywsztyw-noĞü zmniejszyła siĊ, a wiĊc zmalała teĪ sztywnoĞü całej konstrukcji [4,5,7,8].
Najczytelniejszym objawem stanu granicznego uĪytkowania są nadmierna propagacja drgaĔ, nadmierne przemieszczenia, odkształcenia czy teĪ inne negatywne zjawiska wynikające ze specjal-nych funkcji konstrukcji.
Efektem przyrostu uszkodzeĔ w nadwoziu samochodu na skutek działania czynników destruk-cyjnych jest spadek jego sztywnoĞci. BezwzglĊdny spadek tej sztywnoĞci moĪe spowodowaü osiągniĊcie minimalnej dopuszczalnej wartoĞci, która jest jednoczeĞnie granicznym stanem uĪytko-wania. Istotne jest równieĪ to aby okreĞliü wartoĞü spadku sztywnoĞci konstrukcji w stosunku do jej sztywnoĞci początkowej. Takie podejĞcie umoĪliwiłoby ocenĊ stopnia degradacji całej konstrukcji jak i równieĪ tych partii, które w znacznym stopniu przyczyniają siĊ do przyjmowania obciąĪeĔ zewnĊtrznych w konstrukcji noĞnej oraz tych, które są istotne z punktu widzenia rozprowadzania w konstrukcji obciąĪeĔ wewnĊtrznych [4,5,7,8].
Rys. 2. Przykład odkształcenia nadwozia wywołanego zdarzeniem drogowym ħródło: [13].
Wydaje siĊ zatem, Īe aby poprawnie oceniü stan takiej konstrukcji w aspekcie bezpieczeĔstwa naleĪy posiadaü wiedzĊ na temat [10]:
• właĞciwoĞci mechanicznych materiałów, • wymiarów geometrycznych,
• obciąĪeĔ konstrukcji i ich Ĩródeł, • oraz historie napraw pojazdu.
OkreĞlenie zmian własnoĞci materiałowych, struktury i rozkładu obciąĪeĔ w takiej konstrukcji jak nadwozie, mając na uwadze równieĪ potencjalne defekty, które mogą siĊ w tej strukturze zna-leĨü, okazuje siĊ byü bardzo trudne. Rozwiązaniem w takim wypadku w celu poznania własnoĞci konstrukcji nadwozia pojazdów samochodów osobowych mogą byü badania wykorzystujące me-tody analizy modalnej.
3. WłasnoĞci mechaniczne metali po naprawie powypadkowej
Struktura konstrukcji noĞnych jak i równieĪ materiał stosowany do ich produkcji stale ulega kolejnym modernizacjom i udoskonaleniom. Niestety wraz z tym postĊpem naleĪałoby równieĪ roz-wijaü pozostałe obszary nawiązujące do nadwozi pojazdów a ĞciĞlej związane z jej technologią napraw, poniewaĪ obecnie stosowane metody naprawcze mogą byü nie wystarczające do tego by przywróciü właĞciwoĞci mechaniczne zapewniające odpowiedni poziom bezpieczeĔstwa ruchu dro-gowego [12].
NajczĊstszym sposobem naprawy powypadkowej jest prostowanie odkształconego elementu na specjalnej ramie naprawczej (Rys. 3).
Metale posiadają specyficzną cechĊ łatwego, trwałego odkształcania siĊ na zimno i gorąco pod wpływem działania okreĞlonej wielkoĞci siły, bez naruszenia ich wewnĊtrznej spójnoĞci. Dają siĊ one zatem łatwo kuü, walcowaü, ciągnąü, tłoczyü, zginaü itp., bez wywoływania rys i pĊkniĊü.
Przy odkształceniu metalu nastĊpują zmiany jego struktury, które wywołują zmianĊ jego wła-snoĞci mechanicznych. Trwałe odkształcenie metali bez naruszania ich spójnoĞci nazywane jest odkształceniem plastycznym. W czasie odkształcenia plastycznego na zimno, to jest w temperaturze poniĪej tzw. rekrystalizacji zachodzą zmiany w budowie krystalicznej, które powodują zwiĊkszenie własnoĞci wytrzymałoĞciowych i obniĪenie własnoĞci plastycznych. Całokształt zmian tych wła-snoĞci nosi nazwĊ zgniotu. Zjawisko zgniotu wystĊpuje jedynie trwale jako skutek przeróbki plastycznej na zimno, gdyĪ podczas przeróbki plastycznej na gorąco zgniot zanika w bardzo krótkim czasie. Dlatego na ogół pomija siĊ jego krótkotrwałe wystĊpowanie i przyjmuje siĊ, Īe podczas przeróbki plastycznej na gorąco zgniot w ogóle nie wystĊpuje [1,2,3].
ZdolnoĞü metali do odkształceĔ plastycznych jest ĞciĞle związana z ich krystaliczną budową. WiĊkszoĞü metali krystalizuje w układach: regularnym płaskocentrycznym, regularnym przestrzen-nie centrycznym i heksogonalnym zwartym. Odkształceprzestrzen-nie plastyczne odbywa siĊ poprzez poĞlizg w płaszczyĨnie krystalograficznej lub teĪ poprzez bliĨniakowanie [1,2,3].
Rys. 3. Rama naprawcza karoserii samochodowych ħródło: [6].
Rys. 4. Schemat przenoszenia siły uderzenia na poszczególne czĊĞci konstrukcji noĞnej pojazdu ħródło: [14].
Ze wzrostem odkształcenia plastycznego, okreĞlonego przez stopieĔ zgniotu, ulegają zmianie własnoĞci mechaniczne metalu. Zmiana tych własnoĞci nosi ogólną nazwĊ umocnienia, gdyĪ wzra-stają wówczas: wytrzymałoĞü na rozciąganie Rm, granica plastycznoĞci Re oraz twardoĞü HB. Maleje natomiast udarnoĞü oraz zanika zdolnoĞü do odkształceĔ plastycznych, co wyraĪa siĊ spadkiem wydłuĪenia i przewĊĪenia [1,2,3].
Proces prostowania elementu struktury noĞnej pojazdu jest ĞciĞle związany z ponownym od-kształceniem plastycznym materiału na zimno, a wiĊc i równieĪ z ponownym obniĪeniem własnoĞci plastycznych. W przypadku tak istotnych obszarów jak strefy zgniotu konstrukcji noĞnej (Rys. 4), takie zjawisko nie jest mile widziane, poniewaĪ istotnie wpływa na poziom bezpieczeĔstwa bier-nego. W literaturze są nieliczne odniesienia dotyczące analiz wpływu odkształcenia powypadkowego na zmiany materiałowe nadwozi, z których wynika, Īe nie wszystkie elementy nadwozia mogą byü wielokrotnie naprawiane. Tymi elementami są miĊdzy innymi podłuĪnice. Ele-menty podlegające wielokrotnej naprawie są związane z poszyciem zewnĊtrznym pojazdu. Istotne zatem jest okreĞlenie wpływu napraw powypadkowych na własnoĞci mechaniczne struktury noĞnej pojazdów osobowych [1,2,3].
4. WstĊpny eksperyment modalny
Badania własnoĞci dynamicznych konstrukcji mechanicznych z wykorzystaniem metod analizy modalnej są obecnie bardzo rozpowszechnione. Istotą tej analizy jest otrzymanie informacji o obiek-cie w formie tzw. modelu modalnego, na który składają siĊ postaobiek-cie drgaĔ własnych, czĊstotliwoĞci drgaĔ własnych oraz współczynników tłumienia, masy i sztywnoĞci dynamicznej. Mają one główny wpływ na drgania układu, emitowany hałas, wytrzymałoĞü zmĊczeniową, stero-walnoĞü oraz stabilnoĞü konstrukcji [8,9]. Metoda analizy modalnej dzieli siĊ na [8,9]:
– eksperymentalną – wymagającą przeprowadzenia sterowanego eksperymentu identyfikacyj-nego, podczas którego wymusza siĊ ruch obiektu (np. drgania) oraz dokonuje pomiaru wymuszenia i pomiaru odpowiedzi w wielu punktach pomiarowych, rozmieszczonych na ba-danym obiekcie (Rys. 5),
– eksploatacyjną – opierającą siĊ na eksperymencie eksploatacyjnym, w którym dokonuje siĊ jedynie pomiarów odpowiedzi układu w wielu punktach pomiarowych, podczas gdy ruch obiektu spowodowany jest rzeczywistymi wymuszeniami eksploatacyjnymi,
– teoretyczną – która wymaga rozwiązania zagadnienia własnego dla przyjĊtego modelu struk-turalnego badanego obiektu.
Rys. 5. Schemat eksperymentalnej analizy modalnej ħródło: [13].
Analiza dynamiki nadwozia jest moĪliwa do wykonania albo na podstawie modelu struktural-nego (np. Metoda Elementów SkoĔczonych) albo poprzez odpowiednie badania na rzeczywistym obiekcie. Na potrzeby niniejszego opracowania przedstawiono porównanie zastosowanej ekspery-mentalnej analizy modalnej dla dwóch elementów struktury nadwozia samochodowego, przedstawionych na rysunku 6 i 7.
Rys. 6. Nieuszkodzona czeĞü struktury nadwozia pojazdu ħródło: opracowanie własne.
Rys. 7. Uszkodzona czĊĞü struktury nadwozia pojazdu po wstĊpnej naprawie ħródło: opracowanie własne.
Przed zastosowaniem metody w praktyce badany układ musi spełniü odpowiednie warunki i załoĪenia [8,9]:
– układ jest liniowy i jego dynamika moĪe byü opisana za pomocą liniowego układu równaĔ róĪniczkowych zwyczajnych lub cząstkowych. Z załoĪenia o liniowoĞci układu moĪemy sformułowaü zasadĊ superpozycji układu,
– układ spełnia zasadĊ wzajemnoĞci Maxwella; w rezultacie spełnienia tego warunku otrzymu-jemy symetryczne macierze mas, sztywnoĞci, tłumienia oraz charakterystyk czĊstoĞciowych, – tłumienie w układzie jest małe lub proporcjonalne do masy lub sprĊĪystoĞci,
– układ jest obserwowalny i istnieje moĪliwoĞü pomiarów wszystkich charakterystyk, których znajomoĞü jest niezbĊdna do znajomoĞci modelu.
Zakładając, Īe warunki zostały spełnione przechodzi siĊ do badania analizowanej struktury po-budzając ją do drgaĔ wymuszeniem impulsowym. Takiego rodzaju wymuszenie moĪe zostaü zadane młotkiem modalnym, bądĨ wzbudnikiem drgaĔ. Dla analizowanego przypadku ustalono jeden stały punkt referencyjny oraz siatkĊ punktów odpowiedzi układu na zadane wymuszenie. Rozkład po-szczególnych punktów był jednakowy dla obu badanych elementów nadwozia.
Reakcja badanego elementu na to wymuszenie jest mierzone czujnikiem przyĞpieszeĔ. W trakcie pomiaru, wraz ze wzrostem czĊstotliwoĞci wymuszenia, nastĊpują zmiany amplitudy w punkcie pomiarowym.
Rys. 8. Wykres (od lewej) widmowej funkcji przejĞcia FRF oraz wykres funkcji koherencji COH ħródło: opracowanie własne.
Pomimo stałej w czasie siły wymuszającej, odpowiedĨ układu na zadane wymuszenie wzmacnia siĊ w niektórych czĊstotliwoĞciach nadkola, aĪ do momentu osiągniĊcia pełnej zgodnoĞci pomiĊdzy czĊstotliwoĞcią wymuszenia a jego czĊstotliwoĞcią rezonansową. Przetworzenie sygnału czasowego na sygnał czĊstotliwoĞciowy za pomocą szybkiej transformaty Fouriera (FFT) pozwala na wyzna-czenie tzw. widmowej funkcji przejĞcia (FRF). Taka postaü sygnału umoĪliwia znacznie prostszą formĊ wyznaczania czĊstotliwoĞci rezonansowych obiektu (Rys. 8). Wyznaczenie tych czĊstotliwo-Ğci jest jeszcze prostsze, jeĪeli nałoĪymy na wykres FRF wykres koherencji.
Postacie drgaĔ badanej struktury przyjmują róĪne formy w zaleĪnoĞci od czĊstotliwoĞci wymu-szenia. KaĪda z naturalnych dla badanej struktury czĊstotliwoĞci rezonansowych odpowiada okreĞlonej postaci drgaĔ, czĊsto nazywanych równieĪ modami wibracji. Wybrane mody przedsta-wiono na rysunkach 9 i 10.
Rys. 9. Zamodelowana geometria rzeczywistego obiektu ħródło: opracowanie własne.
Rys. 10. Wizualizacja wybranej postaci drgaĔ własnych nieuszkodzonego elementu nadwozia jako odpowiedĨ na zadane wymuszenie
ħródło: opracowanie własne.
Poszczególne mody wibracji mogą mieü odmienny charakter: skrĊtny, giĊtny oraz giĊtno – skrĊtny. PołoĪenie czĊstotliwoĞci własnych i postacie drgaĔ własnych wynikają z właĞciwoĞci ba-danej struktury, opisanej przez parametry takie jak masa, sztywnoĞü oraz tłumienie. Tak wiĊc, jakiekolwiek zmiany w strukturze nadwozi są widziane w odpowiedzi sygnału drganiowego a to przekłada siĊ na postaü tworzonego modelu modalnego.
5. Wyniki
W wyniku przeprowadzonego eksperymentu uzyskano poszczególne parametry modelu modal-nego, które zestawiono w tabeli 1.
Tabela 1. Zestawienie uzyskanych parametrów modelu modalnego
Ǥ ¸ä©ÑÏǦ ȏ Ȑ ×Ï ÏǦȏΨȐ ¦Ǧ ͳͶǡͲͳͲ Ͳǡͺͳ ʹ͵ ʹͶͳǡʹͶͳ ͵ǡͷ͵ ͵ ͵ͷǡʹ ͵ǡ ʹ ͷ͵ǡͻͺ ͳǡͻͻ ͵ͻ ͳ͵ǡͲͶͳ ͳǡͳ ʹ ͺǡ ʹǡͳʹ ͶͲ Ǧ ʹͷǡʹͻ ʹǡͷ͵ Ͷʹ ͶʹǡͺͲʹ ͳǡͻ ͵Ͷ ͶͶ͵ǡͶͶ ͳǡͻ Ͷʹ ͷͻǡʹͳ͵ ʹǡʹ ͵ ͺ͵ͷǡͳͺ ͳǡͳ ʹͺ ͻͳ͵ǡ͵ͷʹ ͳǡ͵Ͷ ʹͶ
Ostateczna analiza uzyskanych czĊstoĞci drgaĔ własnych sprowadza siĊ do przeprowadzenia walidacji metodą AutoMAC, z uwagi na to, Īe analiza ruchu wybranych poszczególnych postaci drgaĔ własnych nie zawsze jest jednoznaczna. W znacznym uproszczeniu metoda ta ma na celu sprawdzenie warunku ortogonalnoĞci wektorów własnych dla analizowanego modelu modalnego. Natomiast ideą tej metody jest uzyskanie jak najniĪszych wartoĞci wybranych postaci w stosunku do wartoĞci diagonalnych.
Rys. 11. Wkres AutoMAC dla postaci drgaĔ elementu nieuszkodzonego ħródło: opracowanie własne.
Przeprowadzając metodą AutoMAC walidacjĊ (widoczna na rysunkach 11 i 12) uzyskanych wyników pomiarów, zawĊĪono wyestymowane postacie drgaĔ do zaledwie dwóch dla stanu zdat-nego przy czĊstoĞci 357,726 [Hz] i 563,986 [Hz] oraz równieĪ do dwóch postaci drgaĔ (835,186 [Hz], 913,352 [Hz]) w przypadku stanu uszkodzenia czĊĞci nadwozia.
Analizując uzyskane wyniki po walidacji zaobserwowano znaczną róĪnicĊ pomiĊdzy stanami nadwozia. RóĪnice te widoczne są w pierwszej kolejnoĞci w postaci wyraĨnych zmian czĊstoĞci drgaĔ własnych pomiĊdzy dwoma stanami. Dodatkowym i zarazem kolejnym wyraĨnym wskaza-niem róĪnicy pomiĊdzy stanami są wizualizacje poszczególnych postaci drgaĔ własnych, które w przypadku uszkodzonego elementu objawiają siĊ zmiennymi drganiami giĊtno – skrĊtnymi. Taka postaü wskazuje na znaczną róĪnicĊ we własnoĞciach mechanicznych materiału konstrukcyjnego.
Rys. 12. Wykres AutoMAC dla postaci drgaĔ elementu uszkodzonego ħródło: opracowanie własne.
6. Podsumowanie
Konstrukcja noĞna pojazdów osobowych odgrywa istotną rolĊ na poziom bezpieczeĔstwa bier-nego w ruchu drogowym. BezpieczeĔstwo to niestety spada wraz z eksploatacją pojazdu, który to naraĪony na róĪnego rodzaju czynniki zewnĊtrzne powoduje obniĪenie jego właĞciwoĞci mecha-nicznych. Na szczególną uwagĊ zasługują równieĪ pojazdy po naprawach powypadkowych, które to nie podlegają wystarczająco dokładnej kontroli pozwalającej na szczegółowe oszacowanie stanu technicznego konstrukcji noĞnej pojazdów. Dodatkowo wpływ na pogorszenie stanu technicznego mogą równieĪ stanowiü metody naprawcze stosowane przez mechaników.
Istotnym zatem staje siĊ zastosowanie nowej metody diagnozowania nadwozi pozwalającej do-konaü właĞciwej oceny konstrukcji pojazdu. WstĊpne badania zrealizowane na pojeĨdzie samochodowym wykazały, Īe widoczna jest róĪnica w parametrach modelu modalnego dla dwóch róĪnych stanów nadwozia pojazdu. Pozwala to jednak jedynie na wykazanie zmian w konstrukcji i niezbyt precyzyjną ocenĊ zdatnoĞci badanej konstrukcji. Problem ten bĊdzie rozstrzygany w kolej-nych etapach badaĔ.
Bibliografia
1. Hadasik E.: Przetwórstwo metali. PlastycznoĞü a struktura, Wydawnictwo Politechniki ĝląskiej, Gliwice 2006.
2. HadyĞ D.: Odkształcenie powypadkowe jako przyczyna zmian struktury i właĞciwoĞci stali uĪywanych do produkcji współczesnych nadwozi samochodowych, Wydawnictwo
Politechniki ĝląskiej, Zeszyty Naukowe Politechniki ĝląskiej, z. 61, 2007, s. 143–150. 3. HadyĞ D.: Zmiany struktury i właĞciwoĞci stali stosowanych w budowie pojazdów w efekcie
odkształcenia powypadkowego, Wydawnictwo Politechniki ĝląskiej, Zeszyty Naukowe Politechniki ĝląskiej, z. 63, 2006, s. 145–154.
4. ŁubiĔski M.: Konstrukcje metalowe, Arkady, Warszawa 1986.
5. Pawłowski B.: Wybrane aspekty diagnostyki stanu technicznego nadwozi samochodów osobowych, Archiwum Motoryzacji, Wydawnictwo Naukowe PIMOT, nr 3/4, s. 91–99. 6. Ratajczyk E.: Systemy pomiarów geometrycznych karoserii samochodowych, Archiwum
Technologii Maszyn i Automatyzacji, vol. 30, nr 2, 2010, PoznaĔ, s. 107–127. 7. Romanov F.: WytrzymałoĞü ram i nadwozi pojazdów, WKiŁ, Warszawa 1988. 8. Sitek K., Syta S.: Badania stanowiskowe i diagnostyka, WKiŁ, Warszawa 2011.
9. Uhl T.: Komputerowo wspomagana identyfikacja modeli konstrukcji mechanicznych, WNT, Kraków 1997.
10. Uzdowski M., Abramek K. F., GarczyĔski K.: Eksploatacja techniczna i naprawa, WKiŁ, Warszawa 2009.
11. Wicher J.: BezpieczeĔstwo samochodów i ruchu drogowego, WKiŁ, Warszawa 2004. 12. Wrona J., Wrona R.: Wybrane zagadnienia wpływu napraw powypadkowych nadwozi na
bezpieczeĔstwo drogowe, Maintenance and Reliability, nr 4, 2008, s. 49–54.
13. http://regiomoto.pl/portal/sites/regiomoto/files/imagecache/657x/images/old/wypadek_sam ochodowy_bmw.jpg?lv7gsc.
THE EFECT OF POST-ACCIDENT REPAIR ON SUPPORTING STRUCTURE PROPERTIES OF VEHICLES
Summary
The article includes discussion on the impact of post-accident repairs on the me-chanical properties of materials used in the manufacture of vehicle bodies. Often as a result of a vehicle participating in a road accident is breached its supporting struc-ture visible in the form of various strains. Based on a review of available literastruc-ture, it was found that plastic deformation leave permanent changes in the structure of the material completely, thus changing its mechanical properties. The task extremely dif-ficult, and sometimes impossible to reverse these changes in the methods available repair of vehicle bodies, which in most cases restores only the geometric shape. To confirm the effectiveness of a repair performed, use appropriate measurement tech-niques enable to know the mechanical properties.
Keywords: post-accident repairs, body car in white, modal analysis Michał Liss
Bogdan ĩółtowski Tomasz KałaczyĔski Marcin Łukasiewicz
Zakład Pojazdów i Diagnostyki,
Instytut Eksploatacji Maszyn i Transportu Wydział InĪynierii Mechanicznej,
Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy w Bydgoszczy ul. Kaliskiego 7, 85-789 Bydgoszcz
