4130
.pdf
21
до пересечения с продолжением -горизонтальной прямой, проведённой из начальной точки (точка F). Минимальной расстояние, которое должно быть свободным перед обгоняющим автомобилем для безопасного обгона, определяется длиной отрезка в = F .
По описанной методике были рассчитаны время и путь обгона, необходимые автомобилю ВАЗ - 2101 «Жигули», движущемуся по горизонтальной дороге с покрытием хорошего качества. Результаты расчётов показали, что при скорости обгоняемого автомобиля 10 - 12м/с и при отсутствии встречных автомобилей необходимо свободное расстояние не менее 250 - 300м. Если автомобиль будет двигаться по левой стороне дороги, где возможно появление встречных транспортных средств, то безопасное расстояние увеличивается до 450 - 500 м. Согласно СНиП при движении автомобиля с расчётной скоростью 33,3 м/с расстояние видимости поверхности дороги должна быть не менее 175 м, а расстояние видимости встречного автомобиля не менее 350 м. Эти расстояния нормируют, исходя из расположения глаз водителя на высоте 1,2 м над осью проезжей части дороги и на расстоянии 1,5 м от её правой кромки.
Рис. 4. График обгона при разгоне обгоняющего автомобиля
Сравнение этих данных с результатами расчёта показывает, что даже на дорогах высших категорий обгон, сочетаемый с разгоном, практически трудно осуществим даже при относительно небольшой скорости обгоняемого автомобиля, так как гарантированные расстояния видимости меньше безопасных путей обгона. На дорогах же низших категорий, имеющих небольшую ширину проезжей части, где выезд автомобилей на левую сторону
22
наиболее вероятен, нормируемые расстояния видимости допускают обгоны лишь весьма тихоходных транспортных средств (7-8 м/с). При недостаточных расстояниях видимости водители вынуждены сокращать дистанции безопасности в начале и в конце обгона, что часто приводит к нарушению требований безопасности. Чрезмерное приближение к переднему автомобилю может быть причиной аварии в случае неожиданного его торможения. Уменьшение второй дистанции безопасности и «срезание угла», иногда практикуется водителями в конце обгона, также опасны, так как при ошибке в расчёте происходит столкновение автомобилей.
Расчёты пути и времени обгона, сочетаемого с разгоном, существенно упрощаются, если принять, что обгоняющий автомобиль движется с постоянным ускорением. Ускорение обычно принимают равным примерно 0,7 - 0,8 от максимально возможного в данных дорожных условиях. При равноускоренном движении обгоняющего автомобиля с начальной скорости, равной
|
|
|
|
|
|
|
об= |
= |
об+ об |
|
|
|
|
(15) |
|
Кроме того, согласно формуле (11) приотсутствиивстречногоавтомобиля |
|||||||||||||||
об |
= |
+ |
+ + + |
об |
=78,25+108+4,21+4,735+15 |
· |
36,07=736,245 м. |
(16) |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Следовательно время обгона |
, |
, |
, |
|
|
|
|
||||||||
об = |
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
=36,07 с |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Зная |
, по формуле (15) или (16) находим, |
путь обгона. |
|
||||||||||||
В |
|
об |
|
обгона, |
сочетаемого |
с разгоном, |
большое значение |
имеет |
|||||||
|
случае |
||||||||||||||
приемистость автомобиля. Чем больше максимальное ускорение автомобиля, тем быстрее будет закончен обгон. Так, если принять = =30 м и = =5 м, то при j=0,2 м/с2 для обгона автомобиля, движущегося со скоростью 10 м/с, необходимы время не менее 27 с и расстояние около 335 м. При увеличении ускорения до 0,4 м/ время обгона уменьшается до 19 с, а путь обгона — до
260 м.
23
Практическое задание № 6
Определение основных характеристик системы обеспечения
|
пассивной безопасности для условий |
|
столкновений автотранспортных средств |
Рассмотрим методы определения оценочных (выходных) параметров |
|
∆ , и |
с учётом входа Va для условий наезда автомобиля массой та на |
неподвижное недеформируемое препятствие, регламентированных как эталонные при оценке и нормировании пассивной безопасности легковых
автомобилей |
при |
фронтальных |
столкновениях |
в |
соответствии |
с |
||||||||||
отечественными и международными предписаниями. |
|
|
|
|||||||||||||
|
Определение ∆ |
, |
|
и |
|
не представляет сложности: |
|
|||||||||
|
|
|||||||||||||||
|
∆V= = |
|
|
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
= |
|
|
= |
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ос |
|
|
|
|
||
где та - масса автомобиля (здесь и в дальнейшем принято, что автомобиль имеет массу, сосредоточенную в точке); Еа, Va - соответственно энергия и скорость автомобиля в момент контакта с неподвижным препятствием; тах, ост - соответственно максимальная и остаточная деформации автомобиля в процессе столкновения; Ку-коэффициент, учитывающий долю упругой деформации.
Максимальная деформация автомобиля может быть определена из выражения:
тах,= |
|
|
. |
(1) |
|
|
|
|
|||
24
Однако при этом предварительно должны быть определены значения
коэффициента деформации Ка и постоянной эмпирической величины |
|
, |
||
|
||||
характеризующие силовую характеристику автомобиля. |
∆и |
|
|
|
|
Рассмотрим методику определения значений выходных параметров |
и |
||
|
для прямого центрального столкновения двух автомобилей А |
В, |
||
|
||||
являющегося общим случаем фронтального столкновения. За автомобиль А примем Москвич-2138 массой 1480 кг., двигающийся со скоростью 15 м/с. За второй (В)- ГАЗ-24 массой 1820 двигающийся со скоростью 12 м/с.
Измерение скорости движения автомобилей в условиях столкновения определяется разностью:
∆ = -
где VA- скорости движения автомобилей в момент столкновения (контакта); V'A - скорости движения автомобилей в конце активного периода удара.
Из условий равенства количества движения и баланса энергии системы
для случая прямого центрального столкновения автомобилей массой |
и |
в |
, |
||||||||||||||
движущихся со скоростью VA и |
в, по теореме Карно получаем: |
|
|
||||||||||||||
|
Или в |
|
|
|
ВВ |
= |
|
+ |
В |
= + В |
|
(2) |
|||||
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
В |
В |
В |
, |
|
|
|
(3) |
|
|
|
|
В |
|
|
|
|
|
|
||||||||
где , В- энергия, затрачиваемая на деформацию автомобиля А и В соответственно; F -усилие деформации.
Тогда с учётом уравнений (1) и (3) получим для автомобиля А:
∆ = |
В |
В |
В |
. |
(4) |
ВВ
∆ |
= |
|
|
|
|
, |
, |
|
=1,606 м/с. |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
· |
|
|
||
Следовательно |
|
|
|
|
||||||
|
= |
|
∆ |
= |
|
|
В |
В |
, |
(5) |
|
|
|
|
|||||||
|
= |
|
∆ |
= 0,00483 |
В |
|
|
|||
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|||||
25
где -перемещение центра инерции соударяющегося автомобиля А.
Таким образом, для определения |
|
Va и |
|
используя выражения (4) и |
(5), необходимо предварительно |
вычислить |
энергию, поглощаемую |
||
∆ |
|
|
|
|
автомобилем при столкновении EA и EB, и перемещение их центров инерции SA, и SB. Для этого рассмотрим процесс соударения для случая центрального удара двух автомобилей Аи В массой тA и тв, скорости которых в момент контакта равны VA и , а векторы скоростей направлены по прямой, соединяющей центры тяжести соударяющихся автомобилей.
Считаем, что деформация автомобилей носит местный упруго пластичный характер, а их динамические силовые характеристики аппроксимируются эмпирической зависимостью.
=,,
где - деформация автомобиля; - коэффициент деформации; - постоянный эмпирический коэффициент.
Приведённые параметры для автомобиля В определяются аналогично. Уравнения движения соударяющихся автомобилей могут быть
представлены в виде: |
|
|||||
|
|
|
|
|
; |
(6) |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
; |
|
|
+ |
|
= |
|
(7) |
||
+ |
В |
= А |
В, ; |
(8) |
||
Где |
В |
=d |
/dt—скорость сближения центров инерции автомобилей; |
, |
||
- текущие значения скоростей сближения центров инерции автомобилей. Используя приведенные соотношения между перемещениями и
скоростями, составляем основное уравнение удара:
= |
|
= – |
|
F ( |
, |
|
|
||||
где М = |
/ |
|
- приведенная масса соударяющихся |
||
автомобилей. |
|
|
|
|
|
Проинтегрировав разность уравнений системы (6), получаем: |
|
||||
( |
- |
) - |
( |
- ) = 0 |
|
откуда |
|
|
|
|
|
- η |
= |
|
- η |
=const, |
(9) |
Где η = |
/ |
= 1480/1820=0,81 |
|
||
|
|
26 |
|
Интегрируя уравнение (9), получаем: |
|
||
-η = ( -η |
)t. |
(10) |
|
ИсходяВ |
из |
соотношений (7) - (10), выражаем |
перемещение |
соударяющихся автомобилей через упругопластические деформации и В.
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
1 |
; |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
1 |
. |
В конце активного периода удара t= : |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
; |
|
|
(11) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
, |
, |
(41,8+18,8) + |
|
. , |
· |
|
0,033 = 27,22 |
||||
В |
, |
(41,8+18,8) + |
|
. |
· |
|
0,033 = 33,38 |
||||
Для практических расчетов значение, |
можно принять равным 0,033 с |
||||||||||
(средняя величина активного периода удара, полученная по результатам обработки полигонных испытаний методом наезда на неподвижное препятствие).
Таким образом, |
|
уравнение(1) позволяет определить значения |
и |
по |
||||||||||||||||||||||||||
известным величинам деформации автомобилей при столкновениях. |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
С учётом того, |
что =KA |
|
и = |
|
|
вычислим значения |
, |
и |
||||||||||||||||||||||
, для чего используем уравнение (2): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
= |
|
, |
, |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
dS= |
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
. |
(12) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
= |
|
|
|
=1046,92 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
, |
, |
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Аналогично
= |
= |
|
|
. |
(13) |
|||
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
27
,
= , , = 2413,37
,
,
Учитывая, что при ударе максимальные силы, действующие на автомобиль, равны:
=
или |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(14) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
, |
|
,, |
|
, |
= 18,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
,, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Подставив в уравнение (2) значения (12)-(14), получаем: |
|
||||||||||||||||||||||||||
В |
|
|
В |
В |
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
. |
(15) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
,,
· |
= |
, |
, · |
, |
+ |
, |
|
,,
,,
3673,09 = , |
· |
0,00778 |
= 41,8 |
|
Так как т и Vавтомобилей А и В известны, а КА, KB И |
, можно |
|
определить по характеристикам N=f(t), получаем в |
результате |
испытаний |
автомобиля в эталонных условиях, то по уравнению |
(15) можно вычислить |
|
и. Кроме того, уравнение (15) позволяет по известной скорости
движения одного из двух автомобилей и деформациям определить значение скорости в момент столкновения второго автомобиля участника ДТП.
|
28 |
|
|
|
Таблица 5 |
|
Варианты заданий |
|
|
|
|
Вариант |
|
Тип автомобиля |
|
|
|
1 |
|
ВАЗ 2110 |
|
|
|
2 |
|
ГАЗ 3310 |
|
|
|
3 |
|
ВАЗ 2115 |
|
|
|
4 |
|
ГАЗ 31029 |
|
|
|
5 |
|
ПАЗ 3205 |
|
|
|
6 |
|
МАЗ 5549 |
|
|
|
7 |
|
КамАЗ 5321 |
|
|
|
8 |
|
КамАЗ 54116 |
|
|
|
9 |
|
МАЗ 5432 |
|
|
|
0 |
|
ГАЗ 3307 |
|
|
|
29
Библиографический список
Основная литература
1.Партыка Т. Л. Математические методы [Текст] : рек. УМО вузов Рос. Федерации по образованию в обл. прикладной информатики в качестве учеб. для студентов высш. учеб. заведений / Т. Л. Партыка, И. И. Попов. - Изд. 2-е, испр. и доп. - М. : ФОРУМ : ИНФРА-М, 2009. - 464 с.
2.Принятие оптимальных решений в технологии транспортных процессов [Текст] : учебное пособие / В. П. Белокуров, С. В. Белокуров, Г. А. Денисов, Н. И. Злобина, Э. Н. Бусарин; ВГЛТА. - Воронеж, 2013. - 187 с.
Дополнительная литература
3.Дорогов В. Г. Введение в методы и алгоритмы принятия решений: Учебное пособие / В.Г. Дорогов, Я.О. Теплова. - М.: ИД ФОРУМ: ИНФРА-М, 2012. - 240 с. - ЭБС "Знаниум"
4.Коваленко Н.А. Научные исследования и решение инженерных задач в сфере автомобильного траспорта: Учебное пособие / Н.А.Коваленко - М.: НИЦ ИНФРА-М; Мн.: Нов. знан., 2013-271с.- ЭБС "Заниум"
5.Бюллетень транспортной информации [Текст]: журнал.- М.: ИТАР-
ТАСС,1995.-
6.Мир транспорта и технологических машин [Текст]: науч.- техн. Журнал/ ГосуниверситетУНПК.- Орел: Госуниверситет-УНПК, 2003.-
30
Владимир Петрович Белокуров Сергей Владимирович Белокуров Олег Николаевич Черкасов Евгений Владимирович Шаталов
ПРИНЯТИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ РЕШЕНИЙ В ТЕХНОЛОГИИ ТРАНСПОРТНЫХ ПРОЦЕССОВ
Методические указания к практическим занятиям для студентов по направлению подготовки 190700.68 – Технология транспортных процессов
Редактор А.С. Люлина
Подписано в печать ______2014. Формат 60×90 /16. Объем ___ п. л. Усл. печ. л. ____. Уч.-изд. л. ___. Тираж ____ экз. Заказ ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия»
РИО ФГБОУ ВПО «ВГЛТА». 394087, г. Воронеж, ул. Тимирязева, 8 Отпечатано в УОП ФГБОУ ВПО «ВГЛТА» 394087, г. Воронеж, ул. Докучаева, 10