Прогнозування довговічності кузовів автобусів громадського транспорту в залежності від умов експлуатації

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.238171

Ключові слова:

експлуатація автобуса, моделювання довговічності, каркас кузова, корозія кузова, втомна міцність

Анотація

Розглянуто проблему прогнозування показників довговічності автобусів громадського транспорту в експлуатаційних умовах. Встановлено, що під час експлуатації автобусів при перевезенні пасажирів кузова автобусів зношуються з різною інтенсивністю. Під час експлуатації міцність каркасу кузова послаблюється під дією корозії у поєднанні із осередками втомного руйнування. Як встановлено, інтенсивність корозії кузова автобуса залежить від кількості жителів у місті де експлуатується автобус. Враховано встановлені раніше залежності та в дослідження було умовно поділено на два варіанти протікання корозії за кількістю жителів: до 1 млн. та понад 1 млн. Проаналізовано доцільність відновлювальних ремонтів та їх вплив на пасивну безпеку автобуса. Встановлено, що елементи каркасу кузова, без зовнішніх характерних пошкоджень, в результаті знакозмінних навантажень та при тривалій експлуатації вже не відповідають заданим умовам міцності.

Визначення довговічності кузова автобуса стало можливим в результаті розробки математичної моделі. Адекватність моделі підтверджено дорожніми випробуваннями автобуса. Розроблена модель описує рух автобуса по дорожньому покриттю різного мікропрофілю, з різним проникненням корозії, різним завантаженням пасажирами та швидкостями руху автобуса.

Встановлено, що причиною розвитку структурної корозії є вплив соляних сумішей проти обледеніння доріг та ігнорування миття автобусів після таких поїздок.

Рекомендовано використовувати нові програмні продукти для поглибленого дослідження даної проблеми суміщенням різних факторів руйнування: циклічних навантажень при змінних швидкостях руху автобуса та протіканням корозії. Результати дослідження дозволять спрогнозувати ресурс каркасу кузова при факторах, що відповідають реальним умовам експлуатації

Біографії авторів

Дмитро Петрович Рубан, АТ «Черкаський автобус»

Кандидат технічних наук, доцент

Любомир Васильович Крайник, Національний університет «Львівська політехніка»

Доктор технічних наук, професор

Кафедра автомобілебудування

Ганна Яківна Рубан, Черкаський державний бізнес-коледж

Викладач

Кафедра фундаментальних дисциплін

Андрій Юрійович Сосик, Національний університет «Запорізька політехніка»

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра автомобілів

Андрій Васильович Щербина, Національний університет «Запорізька політехніка»

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра автомобілів

Ольга Василівна Дударенко, Національний університет «Запорізька політехніка»

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра автомобілів

Олександр Миколайович Артюх, Національний університет «Запорізька політехніка»

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра автомобілів

Посилання

  1. ECE Regulation No. 66, Agreement, E/ECE/TRANS/505, Rev. 1/Add. 65/Rev.1 (2006). United Nations.
  2. Scania Omni City Omni Link Body Workshop Manual (2004). Body workshop. Scania CV AB 2004. Sweden.
  3. Kraynyk, L., Ruban, D., Ruban, H. (2017). Estimation of change of physical and mechanical properties elements to framework of basket of bus in the process of exploitation. Journal of Mechanical Engineering and Transport, 1, 47–52. Available at: https://vmt.vntu.edu.ua/index.php/vmt/article/view/70
  4. Corrosion Cost and Preventive Strategies in the United States. FHWA-RD-01-156. Available at: https://trid.trb.org/view/707382
  5. Kyröläinen, A., Vilpas, M., Hänninen, H. (2000). Use of Stainless Steels in Bus Coach Structures. Journal of Materials Engineering and Performance, 9 (6), 669–677. doi: https://doi.org/10.1361/105994900770345548
  6. Ruban, D. P., Krajnik, L. V., Rouban, A. Y. (2018). Estimation of influence of introduction ofgrounds of subzero entrance „low-entry” in structure of bearing basket on resource descriptions of bus in exploitation. Automobile Transport, 43, 31–35. doi: https://doi.org/10.30977/at.2219-8342.2018.43.0.31
  7. D’souza, C., Paquet, V., Lenker, J., Steinfeld, E., Bareria, P. (2012). Low-floor bus design preferences of walking aid users during simulated boarding and alighting. Work, 41, 4951–4956. doi: https://doi.org/10.3233/wor-2012-0791-4951
  8. D’Souza, C., Zhu, X. (2014). Ambulation Aid Use and User Performance for Transit Vehicle Interior Design. Proceedings of the Human Factors and Ergonomics Society Annual Meeting, 58 (1), 510–514. doi: https://doi.org/10.1177/1541931214581106
  9. Ruban, D. P., Krainyk, L. V. (2017). Otsinka rehlamentovanoho terminu ekspluatatsiyi avtobusiv z umov vidpovidnosti normatyvam pasyvnoi bezpeky vnaslidok koroziyi ta vtomnoi mitsnosti kuzova. Systemy I Środki transportu samochodowego. Seria: Transport – Rzeszów, 10, 95–100.
  10. Fakić, B., Burić, A., Horoz, E. (2018). Science of Metals Through Lens of Microscope. New Technologies, Development and Application, 113–120. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-319-90893-9_13
  11. Ruban, D., Kraynyk, L. (2018). Methodology of predictive estimation of lifetime buses. Suchasni tekhnolohiyi v mashynobuduvanni ta transporti, 2 (11), 117–121.
  12. Salgado, R. M., Ohishi, T., Ballini, R. (2010). A short-term bus load forecasting system. 2010 10th International Conference on Hybrid Intelligent Systems. doi: https://doi.org/10.1109/his.2010.5600075
  13. Ruban, D. P. (2020). Mathematical Model of Forecasting Durability of Bus Bodies and Checking it for Adequacy. Visnyk of Vinnytsia Politechnical Institute, 3 (150), 81–89. doi: https://doi.org/10.31649/1997-9266-2020-150-3-81-89
  14. Georgiou, G., Badarlis, A., Natsiavas, S. (2008). Modelling and ride dynamics of a flexible multi-body model of an urban bus. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part K: Journal of Multi-Body Dynamics, 222 (2), 143–154. doi: https://doi.org/10.1243/14644193jmbd130
  15. Pohmurskiy, V. I. (1985). Korrozionnaya ustalost' metallov. Moscow: Metallurgiya, 207.
  16. Hülser, P., Krüger, U. A., Beck, F. (1996). The cathodic corrosion of aluminium during the electrodeposition of paint: Electrochemical measurements. Corrosion Science, 38 (1), 47–57. doi: https://doi.org/10.1016/0010-938x(96)00101-1
  17. Besuden, D. L. (2020). School Bus Corrosion. Automotive International, Inc. Available at: http://www.valugard.net/index.php/school-bus-corrosion-2/
  18. Vertin, T. (2011). Protecting Your Vehicles from Corrosion. Mass Transit. Available at: https://www.masstransitmag.com/home/article/10454360/protecting-your-vehicles-from-corrosion
  19. Nazari, M. H., Bergner, D., Shi, X. (2015). Manual of for the Prevention of Corrosion on Vehicles and Equipment used by Transportation Agencies for Snow and Ice Control. Minnesota Department of Transportation Research Services & Library.
  20. Corrosion Protection ‒ Proof That It Matters (2018). Daimler Trucks North America LLC. Available at: https://thomasbuiltbuses.com/bus-advisor/articles/corrosion-protection-proof-that-it-matters/
  21. Dassault Systemes Matlab Corporation. Available at: https://www.matlab.com/
  22. Ruban, D. (2020). Research of tension change in the elements of a bus body frame during operation. Automobile Transport, 46, 27–32. doi: https://doi.org/10.30977/at.2219-8342.2020.46.0.27
  23. Ruban, D. P., Ruban, H. Ya. (2016). Research on Determination of Terms of Exploitation of Busses. Visnyk of Vinnytsia Politechnical Institute, 5 (128), 105–109.
  24. Cagri, I., Izzet, C., Anil, Y., Namik, K., Karoseri, O. (2010). Fatigue Life Prediction of a Bus Body Structure Using CAE Tools. Conference: Fisita 2010 World Automotive Congress. Vol. 1 Budapest, 319–329.
  25. Verros, G., Natsiavas, S. (2002). Ride Dynamics of Nonlinear Vehicle Models Using Component Mode Synthesis. Journal of Vibration and Acoustics, 124 (3), 427–434. doi: https://doi.org/10.1115/1.1473828
  26. Papalukopoulos, C., Natsiavas, S. (2006). Dynamics of Large Scale Mechanical Models Using Multilevel Substructuring. Journal of Computational and Nonlinear Dynamics, 2 (1), 40–51. doi: https://doi.org/10.1115/1.2389043
  27. Yu, F., Guan, X., Zhang, J. (2002). Modeling and Performance Analysis for a City Low-floor Bus Based on a Non-linear Rigid-elastic Coupling Multi-body Model. SAE Technical Paper Series. doi: https://doi.org/10.4271/2002-01-3094
  28. Krishnamoorthy, M., Sam Paul Albert, M. (2014). Durability Analysis of a Vehicle by Virtual Test Model (VTM). Ashok Leyland Ltd. Available at: https://www.techbriefs.com/component/content/article/tb/pub/techbriefs/test-and-measurement/19542
  29. White, M. (2010). Analyzing Durability. Available at: https://altairuniversity.com/2791-analyzing-durability/
  30. Suresh, B. A., Klinikowski, D. J., Gilmore, B. J. (1993). Comparison of Vehicle Durability Testing Methods. SAE Technical Paper Series. doi: https://doi.org/10.4271/932967
  31. Ramakrishnan, S. (2019). Proving ground durability simulations. Degree project in mechanical engineering, second cycle, 30 credits. Stockholm. Available at: http://www.diva-portal.se/smash/get/diva2:1352854/FULLTEXT01.pdf
  32. Bus and Coach Durability and Reliability Testing. Available at: https://www.millbrook.co.uk/services/vehicle-and-component/vehicle-durability-testing/bus-and-coach-durability-and-reliability-testing/
  33. Silaev, A. A. (1972). Spektral'naya teoriya podressorivaniya transportnyh mashin. Moscow: Mashinostroenie, 192.
  34. Pevzner, Ya. M., Tihonov, A. A. (1963). Rezul'taty obsledovaniya mikroprofiley osnovnyh tipov avtomobil'nyh dorog. Moscow: Trudy NAMI, 17–39.
  35. Burian, M. V., Bodnar, M. F. (2016). Otsinka plavnosti rukhu avtobusa metodom modeliuvannia v systemi matlab/simulink. Visnyk Natsionalnoho universytetu "Lvivska politekhnika". Dynamika, mitsnist ta proektuvannia mashyn i pryladiv, 838, 115–120.
  36. Kelman, I. I. (2001). Osnovy zabezpechennia systemnoi efektyvnosti ekspluatatsiynykh vlastyvostei avtobusiv. Lviv, 200.
  37. Dodds, C. J., Robson, J. D. (1973). The description of road surface roughness. Journal of Sound and Vibration, 31 (2), 175–183. doi: https://doi.org/10.1016/s0022-460x(73)80373-6
  38. Brovtsyn, Y. N. (2015). Modeling of surface microprofile of fields and roads. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produktsii rastenievodstva i zhivotnovodstva. Sbornik nauchnyh trudov. IAEP, 86, 59–68.
  39. Rayher, V. L. (1968). Gipoteza spektral'nogo summirovaniya i ee primenenie k opredeleniyu ustalostnoy dolgovechnosti pri deystvii sluchaynyh nagruzok. Probl. nadezhnosti v stroitel'noy mekhanike. Vil'nyus, 263–267.
  40. Adler, Yu. P., Markova, E. V., Granovskiy, Yu. V. (1976). Planirovanie eksperimenta pri poiske optimal'nyh usloviy. Moscow: Izd-vo «Nauka», 280.

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-08-31

Як цитувати

Рубан, Д. П., Крайник, Л. В., Рубан, Г. Я., Сосик, А. Ю., Щербина, А. В., Дударенко, О. В., & Артюх, О. М. (2021). Прогнозування довговічності кузовів автобусів громадського транспорту в залежності від умов експлуатації. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(1(112), 26–33. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.238171

Номер

Том 4 № 1(112) (2021): Виробничо-технологічні системи

Розділ

Виробничо-технологічні системи

Ліцензія

Авторське право (c) 2021 Dmytro Ruban, Lubomir Kraynyk, Hanna Ruban, Andrii Sosyk, Andriy Shcherbyna, Olga Dudarenko, Alexander Artyukh

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.