Embed Size (px)
Citation preview
Univerzitet u Beogradu – Saobraćajni fakultet
Predmet: VOZNA DINAMIKA
Prof. dr Dušan Mladenović
Doc. dr Dragan Sekulić
Predavanje 16
OSCILACIJE MOTORNIH VOZILA
Akademska 2020 / 2021Beograd, Мај 2021.
1
Kvantifikacija nivoa oscilacija
VOZNA DINAMIKA
Oscilatorne veličine kojom se opisuju vibracijemože se kvantifikovati na više načina :
odnosi maksimalnog raspona između nivoavrhova (Peak-to-Peak – maksimuma i minimuma),
nivoa maksimuma (Peak level),
srednjeg nivoa (Average level) i
nivoa srednje kvadratne vrednosti (RMS – RootMean Square) harmonijskih i stohastičkihoscilacija.
2
Kvantifikacija nivoa oscilacija
VOZNA DINAMIKA
Zapis vibracija i definisanje karakterističnih veličina za harmonijsku i slučajnu promenljivu.
3
Kvantifikacija nivoa oscilacija
VOZNA DINAMIKA
Maksimalni raspon ili veličina "od vrha do vrha"(Peak-to-Peak) ukazuje na maksimalnu promenuposmatrane veličine i koristan je za ocenu dejstvaoscilacija na mehaničke elemente za koje jekritično maksimalno naprezanje ili mehaničkizamor.
Najviša vrednost (Peak) je posebno važna zaindikaciju nivoa kratkotrajnih udara. Ovajpokazatelj ukazuje samo na najvišu dostignutuvrednost (vršnu vrednost – maksimalni nivo), i neuzima u obzir njeno trajanje.
4
Kvantifikacija nivoa oscilacija
VOZNA DINAMIKA
Srednja vrednost (Average) uzima u obzirvremensku karakteristiku talasa, ali ima ograničenpraktični značaj jer nije u direktnoj vezi sa bilokojom merenom fizičkom veličinom.
Srednja kvadratna vrednost (RMS) je najvažnijamera amplitude pošto uzima u obzir vremenskudimenziju talasa i daje karakteristiku amplitudekoja je u direktnoj vezi sa energetskim sadržajem,pa prema tome i sa razornim dejstvom vibracija.
5
Karakteristike mikroprofila podloge
VOZNA DINAMIKA
Dоminantna pobuda оscilovanja savremenihаutobusa potiče оd neravnosti kolovoza.
Podužna neravnost se definiše kao devijacijapovršine kolovoza u podužnom pravcu koja imauticaj na dinamičko ponašanje vozila, oscilatornuudobnost i opterećenje kolovozne konstrukcije(Shahin, 2005).
6
Karakteristike mikroprofila podloge
VOZNA DINAMIKA
Podužna neravnost puta predstavlja slučajnufunkciju (ima stohastički karakter), pa se zaodređivanje karakteristika mogu primentistatističke metode.
Karakteristike neravnosti puta mogu bitisagledane u vremenskom, amplitudnom ifrekventnom domenu.
Vremenski domen podrazumeva izračunavenjerazličitih srednjih vrednosti (npr. klasična srednjavrednost, srednja efektivna vrednost, srednjaapsolutna vrednost, autkorelaciona funkcija i dr.).
7
Karakteristike mikroprofila podloge
VOZNA DINAMIKA
Amplitudni domen se odnosi na izračunavanjeverovatnoće pojavljivanja amplituda mikroprofilaputa u određenom intervalu.
U okviru frekventnog domena, koji je zasnovan naFurijeovoj transformaciji, spektralna gustinasnage (Power Spectral Density (PSD)) neravnostikolovoza ima najširu primenu i predstavlja osnovuza izračunavanje karakteristika mikroprofila puta.
Spektralna gustina snage nervnina kolovozapredstavlja amplitude neravnina kolovozaraspodeljene na putne frekvencije (ili npr. talasnedužine neravnosti).
8
Karakteristike mikroprofila podloge
VOZNA DINAMIKA
Primer podužne neravnosti asfalt-betonskog kolovoza u lošem stanju u funkciji pređenog puta (brzina mernog vozila 64 km/h)
(iz baze podataka “PROFILE” softvera RoadRuf).
9
Karakteristike mikroprofila podloge
VOZNA DINAMIKA
Primer podužne neravnosti asfalt-betonskog kolovoza u lošem stanju u funkciji vremena (brzina mernog vozila 64 km/h)
10
Karakteristike mikroprofila podloge
VOZNA DINAMIKA
– putna frekvencija, 0 – reperna vrednost putnefrekvencije, (0) – spektralna gustina za vrednost 0(daje informaciju o stanju puta) i w – talasni broj koji nosiinformaciju o zastupljenosti pojedinih talasnih dužinaneravnosti u frekventnom spektru.
Spektralnu gustinu slučajnih neravnosti, kaoveličinu kojom se opisuje slučajna neravnostpodloge, definisalo je više autora.
Kao osnova za nekoliko standarda (npr. ISO 8608)iz ove oblasti prihvaćen je model H. Braun-a.
11
Karakteristike mikroprofila podloge
VOZNA DINAMIKA
Srednja vrednost frekventnog spektra podloge za različitevrste i stanja podloge po modelu H. Braun-a, za 0 = 1 (m-1)
12
Karakteristike mikroprofila podloge
VOZNA DINAMIKA
Spektralna gustina neravnosti () u funkciji putne frekvencije () odn. talasne dužine neravnosti () za različite tipovekolovoza.
VAŽNO :Zajednička karakteristika svih puteva je da višim vrednostima neravnina odgovaraju niže frekvencije (tj. veće talasne dužine neravnina).
13
Karakteristike mikroprofila podloge
VOZNA DINAMIKA
Spektralna gustina neravnosti u funkciji prinudne kružnefrekvencije pobude (Ω) može da se izrazi prekospektralne gustine neravnosti u funkciji putne frekvencije().
VAŽNO :
Za jedan kolovoz, sa povećenjem brzine kretanja vozila povećava se i spektralna gustina neravnosti (Ω) !
14
Predstavljanje oscilatornih veličina preko spektralne gustine
VOZNA DINAMIKA
Ukoliko su poznate spektralna gustina neravnostipodloge i prenosna funkcija sistema, svakaoscilatorna veličina može se odrediti pomoćurelacije:
Za bilo koju oscilatornu veličinu može se napisati:
- kvadrat srednje efektivne (rms) vrednosti oscilatorne veličine.
15
Predstavljanje oscilatornih veličina preko spektralne gustine
VOZNA DINAMIKA
Određivanje efektivne vrednosti osovinskogpritiska pomoću spektralne gustine neravnostipodloge.
a) spektralna gustina neravnosti podloge b) prenosna funkcija osovinskog pritiska c) spektralna gustina promene osovinskog pritiska (osenčena površina je kvadrat srednje efektivne (RMS) vrednosti osovinskog pritiska !)
