Автореферат (1094951), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Примечание: Оценки степени влияния конструкции АТС на риски причинения вреда: ОВ - особо высокая, В - высокая, С - средняя, Н - низкая, М - малая

Матрица позволяет сформировать банк данных нормируемых значений эксплуатационных свойств полнокомплектных АТС и их компонентов на 5-ти иерархических уровнях, при этом на первом иерархическом уровне расположена собственно матрица, представленная в таблице 3. На втором иерархическом уровне приведены численные показатели соответствующих нормируемых эксплуатационных свойств полнокомплектного АТС и методы их получения; на третьем уровне представлены компоненты АТС, влияющие на его соответствующие эксплуатационные свойства и нормативные документы, устанавливающие требования к ним; на четвертом уровне приведены ссылочные документы, которые используются на втором и третьем уровне. На пятом уровне приведены численные значения этих показателей.

Формула (3) позволяет выполнять с матрицей математические операции с целью определения количественного значения выбранного критерия безопасности, при этом его максимальное значение эквивалентно минимальному риску причинения вреда АТС.

В качестве критерия безопасности предложен показатель комплексной безопасности ,

(4)

где – частная оценка влияния конкретного элемента конструкции АТС на риск причинения вреда, полученная экспертным методом;

N – число строк (элементов конструкции ) в матрице безопасности;

M – число столбцов (рисков причинения вреда) в матрице безопасности;

β_i – коэффициент, учитывающий степень реализации в конструкции АТС технически возможного решения, обеспечивающего максимальную безопасность АТС;

с_j – весовой коэффициент, учитывающий влияние конкретного элемента конструкции на конкретный риск причинения вреда и определяемый как отношение частной оценки к сумме всех оценок по конкретному риску причинения вреда.

В целях определения количественных значений показателя для 3 категорий АТС (легковой автомобиль, грузовой автомобиль, автобус), произведены расчеты для четырех систем требований безопасности: «Системы сертификации механических транспортных средств и прицепов», от 1993 г. ; «Правил по проведению работ в Системе сертификации механических транспортных средств и прицепов», от 1998 г.; Изменений №1 к названным «Правилам..» от декабря 2007 г., и технического регламента о безопасности колесных транспортных средств, утвержденного постановлением Правительства Российской Федерации от 10 сентября
2009 г. № 720 (таблица 4).

Таблица 4

В результате проведенных исследований определены пути снижения рисков причинения вреда АТС: повышение активной безопасности улучшением устойчивости и управляемости, в том числе за счет применения интеллектуальных систем; повышение экологической безопасности установлением дифференцированных норм на содержание вредных веществ в отработавших газах АТС.

В третьей главе рассмотрены возможности снижения риска при ДТП на примере исследования устойчивости и управляемости прицепного автопоезда как общего случая движения АТС и наименее изученного объекта исследования.

X

Y

L

a’

b’

γ

δ₁

δ₂

θ

γ_t

l_ф

δ_t2

θ_t+δ_t1

θ_t

L_t

a_t

b_t

c_t

Ц.М._t

Ц.М.

Y

L

a’

b’

γ

δ₁

δ₂

θ

γ_t

l_ф

δ_t2

θ_t+δ_t1

θ_t

L_t

a_t

b_t

c_t

Ц.М._t

Ц.М.

Рис. 2. Схема двухзвенного автопоезда для расчета движения в плане.

Рис. 3. Схема для расчета крена двухосного АТС.

Для количественной оценки степени снижения риска фатального исхода при ДТП в зависимости от конструктивных параметров автопоезда разработаны расчетная схема (рис. 2 и 3) и математическая модель прицепного автопоезда.

Рис. 2. Схема двухзвенного автопоезда для расчета движения в плане.

Система уравнений имеет вид:

для тягача:

(5)

(6)

уравнение кинематических связей тягача:

(7)

для прицепа:

(8)

(9) уравнение кинематических связей прицепа:

(10)

уравнения крена подрессоренных масс:

(11)

уравнения крена неподрессоренных масс:

(12)

= 1  для осей автопоезда

Вход для этой системы при прямолинейном движении – случайные боковые силы и , представленные своими спектральными плотностями, действующими на оси прицепа. Сила , но запаздывает по пути на расстояние, равное базе прицепа. Выход системы – спектральная плотность скорости поворотов руля, выполняемых водителем для корректировки направления движения.

В этих уравнениях все коэффициенты и обобщенные координаты - безразмерные величины, что позволяет описывать движение автопоездов независимо от их параметров и условий движения. Обозначения видны из рисунков. Связь между плоскопараллельным движением и креном осуществляется через боковые ускорения масс, расположенных над передней и задней осями.

Qy = Q’y*L/(Mn*b*V ), ,

где ускорение точки сцепки по оси Y; ^, радиус инерции прицепа, отнесенный к базе прицепа;

В качестве измерителя напряженности работы водителя при прямолинейном движении принята среднеквадратическая скорость поворотов руля Расчетами выявлено влияние всех основных параметров прицепа на управляемость при движении по прямой. Результаты расчетов представлены в виде графиков. Образец зависимости от соотношения масс прицепа и тягача представлен на рис. 4.

При исследовании криволинейного движения автопоезда на вход системы подаются не боковые силы от неровности дороги, а угол поворота руля автомобиля-тягача. Боковые силы от неровностей дороги считаются пренебрежимо малыми по сравнению с инерционными силами. В качестве измерителей приняты боковые ускорения на осях тягача и прицепа W₁ и W₂. Образцы графиков, полученных расчетами, показаны на рис. 5 и 6.

По результатам проведенных исследований установлена значимость влияния параметров прицепа на устойчивость и управляемость автопоезда, что позволяет провести оптимизацию параметров конструкции прицепа.

Рис. 4. Зависимость среднеквадратической скорости
поворота руля от параметров
прицепа при прямолинейном движении.

В данном случае задача оптимизации является многомерной с конфликтными (противоречивыми) векторными критериями, поэтому ее решение проведено методом минимакса, при котором целевая функция представлена в виде:

(13)

где T_j – техническое требование на j-ый критерий, обоснованное проведенным комплексом поисковых исследований или подтверждено опытом создания аналогичных технических объектов; – допуск на отклонение критерия от регламентируемого предельного значения, т.е. интервал допустимого изменения j-го критерия. Этот допуск задан равным 7% от номинального значения, поскольку невозможно точно реализовать минимальные или максимальные значения критериев; с - коэффициенты весомости. В качестве критериев оптимальности приняты значения и _.

Рис. 5. Испытание "рывок руля". Зависимость разницы во времени (Тк) переходных процессов прицепа и тягача и максимального установившегося бокового ускорения (Wu) от параметров прицепа и тягача.

Рис. 6. Зависимость максимальной
скорости от массы прицепа.

В качестве варьируемых параметров (факторов), приняты безразмерные: коэффициенты сопротивления уводу осей и (факторы и ), расстояние ( ), радиус инерции ( ), соотношение масс прицепа и тягача ( ), длина дышла ( ). Использовался план дробно-факторного эксперимента ДФЭ с генерирующим соотношением второго порядка типа . Значения варьируемых факторов в матрице плана содержатся в кодированном виде.

8.0

6.0

4.0

2.0

W_{y max}

м/с²

а)

а)

а)

(б)

Рис.7. Гиперповерхности зависимостей среднеквадратической скорости
(а) корректирующих поворотов руля и максимального бокового ускорения
(б) в области варьирования управляемых параметров

2.4

1.8

1.2

0.6

градус/с

(а)

Функции регрессии имеют вид:





, (14) где x_i , x_k – компоненты вектора факторов ; b₀, b_i, b_ik , b_ii – коэффициенты регрессии; n – количество факторов.

По полученным функциям регрессий: = и Wymax= построены гиперповерхности (рис. 7), сечения которых соответствуют варьированию одного из факторов при условии, что остальные факторы фиксированы.

Характеристики

Список файлов диссертации