Uplatnění multibody simulací při vývoji autobusů a trolejbusů
Date issued
2020
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Západočeská univerzita v Plzni
Abstract
Práce se zabývá uplatněním multibody simulací v dopravním strojírenství. Oblast použití
multibody simulací při vývoji a ověřování dynamických vlastností vozidel je velmi rozsáhlá.
Tato práce si neklade za cíl pojmout uvedenou problematiku vyčerpávajícím způsobem. Autor
v této práci shrnuje své dlouhodobé zkušenosti z modelování, verifikování a návrhů
podporujících zlepšení dynamických vlastností silničních prostředků hromadné dopravy osob
(tj. autobusů a trolejbusů).
Vozidlo (resp. konstrukce vozidla) je složitý (nejen) mechanický systém vystavený
dlouhodobému provoznímu zatěžování náhodného charakteru. Nejvhodnější způsob
k dosažení technicky a ekonomicky proveditelného řešení splňujícího požadavky na provozní
pevnost a životnost vozidel, na jejich jízdní vlastnosti a na jízdní pohodlí a pasivní bezpečnost
řidiče a cestujících je kombinace výpočetních a experimentálních metod. Důležitým článkem
tohoto řetězce navazujících či doplňujících se činností jsou právě multibody simulace.
V práci je shrnut význam přístupu k řešení problémů s využitím multibody modelů a je
v ní uvedena stručná rešerše nejvýznamnější literatury zabývající se dopravními prostředky
a modely člověka, které jsou využívány při vyšetřování (převážně) pasivní bezpečnosti řidiče
a cestujících. Je stručně uveden seznam nejčastějších simulací s multibody modely silničních
prostředků hromadné dopravy osob. Jsou prezentovány multibody modely silničních
prostředků hromadné dopravy osob (autobusů a trolejbusů). Pro získání dat o konstrukčních
prvcích vozidel, jejichž určité vlastnosti bylo nutné v modelech zohlednit, byla v některých
případech provedena potřebná laboratorní měření.
Pozornost je věnována přístupům k modelování klíčových pružně tlumicích prvků pro
dynamické chování silničních prostředků hromadné dopravy osob, kterými jsou vzduchové
pružiny, hydraulické tlumiče pérování a pneumatiky. Jsou uvedeny postupy a výsledky
laboratorních měření, které byly použity pro získání potřebných údajů.
Z oblasti biomechaniky je popsán zjednodušený parametrický multibody model člověka.
Tento model lze implementovat jako řidiče či cestujícího do silničních prostředků hromadné
dopravy, se kterými je možné provést simulace vybraných provozních situací.
Využitelnost uvedených teoretických přístupů je podpořena simulacemi s multibody
modely silničních prostředků hromadné dopravy osob na konkrétních reálných případech
technické praxe. Výsledky většiny simulací jsou ověřeny experimentálními měřeními na
reálných vozidlech.
V závěru práce jsou shrnuty dosažené výsledky a je uveden výhled činností do budoucna.
Základem práce jsou zejména poznatky z řešení výzkumných projektů a komerčních
zakázek ve společnosti Výzkumný a zkušební ústav Plzeň s.r.o. (VZÚ Plzeň), dříve s názvem
ŠKODA VÝZKUM s.r.o. S ohledem zaměření společnosti VZÚ Plzeň na aplikovaný výzkum
a z důvodu, že multibody dynamika je v této společnosti záležitostí jednotlivců, mají jeho
realizační výstupy převážně aplikační charakter.
Přínos pro rozvoj oboru v nadnárodním měřítku je zejména v hledání nových přístupů ke
zdokonalování multibody modelů a v netradičních aplikacích. VZÚ Plzeň má širokou
experimentální základnu i zkušené odborníky na kvalifikovanou realizaci experimentálních
měření. Toto experimentální zázemí bylo využito pro verifikaci většiny výpočtových modelů
na základě provozních a laboratorních měření na reálných konstrukcích.
Description
Subject(s)
multibody dynamika, počítačové simulace, dopravní prostředky