Науковий вісник НГУ

Оцінка параметрів стійкості автомобіля при наїзді на перешкоду

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Зміст №3 2025

Останнє оновлення: 25 червня 2025

Опубліковано: 30 листопада -0001

Перегляди: 2701

Authors:

Р.В.Хорошун, orcid.org/0000-0002-1862-7640, Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, м. Тернопіль, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Б.А.Умарова*, orcid.org/0009-0007-7609-3548, НАО «Торайгірів університет», м. Павлодар, Республіка Казахстан, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Р.М.Рогатинський, orcid.org/0000-0001-8536-4599, Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, м. Тернопіль, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

В.П.Сахно, orcid.org/0000-0002-5144-7131, Національний транспортний університет, м. Київ, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

О.Л.Ляшук, orcid.org/0000-0003-4881-8568, Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, м. Тернопіль, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Н.С.Сембаєв, orcid.org/0000-0003-3032-1094, НАО «Торайгірів університет», м. Павлодар, Республіка Казахстан, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

* Автор-кореспондент e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

повний текст / full article

Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2025, (3): 119 - 130

https://doi.org/10.33271/nvngu/2025-3/119

Abstract:

Мета. Встановлення закономірностей впливу динамічних навантажень, що виникають під час взаємодії коліс із перешкодами, на курсову стійкість і керованість транспортного засобу.

Методика. Для виявлення особливостей перерозподілу ваги автомобіля на колеса при наїзді на перешкоду, а також для оцінки впливу ударної взаємодії колеса із перешкодою під час руху автомобіля зі значною швидкістю, був використаний метод імітаційного моделювання, що базується на розв’язку контактної задачі Герца. Динаміку тихохідного автомобіля при наїзді на перешкоду визначали за розв’язком диференціального рівняння руху. Визначення критичних факторів, що впливають на безпечний рух транспортного засобу, проводилось також експериментально із реалізацією повнофакторного планованого експерименту.

Результати. Проведене дослідження наїзду коліс автомобіля на перешкоду, що моделювалась похилою площиною й циліндричною поверхнею, дозволило встановити перерозподіл сил між двома контактними зонами одночасної взаємодії колеса із дорожнім полотном і перешкодою по мірі руху тихохідного автомобіля, зміну його швидкості під впливом поздовжньої складової реакції перешкоди, а також оцінити ударну взаємодію коліс із перешкодою та встановити умову їх відриву і, відповідно, втрату керованості автомобіля. Експериментально визначена динаміка обкочування колесом привідного барабану із перешкодами на спеціально розробленому стенді.

Наукова новизна. Результати роботи дозволяють прослідкувати момент переходу колеса автомобіля з дорожнього полотна на перешкоду, коли діють реакції на колесо у двох контактних зонах, і встановити закономірності зміни цих реакцій, вплив опору перешкоди на динаміку тихохідного автомобіля, а також умову відриву колеса при його ударній взаємодії із перешкодою для швидкохідних автомобілів.

Практична значимість. Отримані результати підтверджені експериментально на розробленому стенді, що дозволяє використовувати їх у практичній діяльності, зокрема, для вибору швидкісного режиму руху автомобіля при подоланні перешкод і при проєктуванні штучних дорожніх нерівностей (speed bump) для примусового зниження швидкості руху транспортних засобів.

Ключові слова: колесо, динамічні навантаження, взаємодія, керованість автомобіля, рівняння руху

References.

1. Li, J., Luo, J., Feng, B., Zhang, L., & Gao, M. (2024). Vehicle stability control based on vehicle motion state and tire force estimation. Transactions of the Canadian Society for Mechanical Engineering. https://doi.org/10.1139/tcsme-2024-0070

2. Chen, T., Xu, X., Cai, Y., Chen, L., & Li, K. (2025). QPSOMPC-based chassis coordination control of 6WIDAGV for vehicle stability and trajectory tracking. Journal of the Franklin Institute, 362(2), 107458. https://doi.org/10.1016/j.jfranklin.2024.107458

3. Kashkanov, A., Kashkanova, A., Podrigalo, M., Klets, D., Saraiev, O., Mikhalevich, M., & Andrey, K. (2022). Estimation Parameters of Braking of Vehicles Category M1 at Definition of Circumstances Road Accidents. SAE Technical Paper Series. https://doi.org/10.4271/2022-01-1166

4. Taran, I. A., & Klimenko, I. Yu. (2014). Transfer ratio of double-split transmissions in case of planetary gear input. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (6), 60-66.

5. Kou, L., Sysyn, M., Liu, J., Fischer, S., Nabochenko, O., & He, W. (2023). Prediction system of rolling contact fatigue on crossing nose based on support vector regression. Measurement, 210, 112579. https://doi.org/10.1016/j.measurement.2023.112579

6. Nagy, V., Kovács, G., Földesi, P., Kurhan, D., Sysyn, M., Szalai, S., & Fischer, S. (2023). Testing Road Vehicle User Interfaces Concerning the Driver’s Cognitive Load. Infrastructures, 8(3), 49. https://doi.org/10.3390/infrastructures8030049

7. Li, X., & Ren, M. (2025). Road adhesion coefficient Estimation: Physics-informed deep learning method with vehicle dynamics model. Expert Systems with Applications, 260, 125387. https://doi.org/10.1016/j.eswa.2024.125387

8. Wang, J., Zhang, X., Dong, Y., Liu, S., & Zhang, L. (2025). Roll stability control of in-wheel motors drive electric vehicle on potholed roads. Control Engineering Practice, 157, 106247. https://doi.org/10.1016/j.conengprac.2025.106247

9. Li, P., Wang, Y., Zhao, J., & Li, P. (2025). Adaptive event-triggered integrated control for autonomous vehicle steering and lateral stability with interval type-2 fuzzy method. Mechatronics, 106, 103290. https://doi.org/10.1016/j.mechatronics.2024.103290

10.      Volkov, V., Gritsuk, I., Volkova, T., Marmut, I., Saraieva, I., Volodarets, M., Chygyryk, N., & Bulgakov, M. (2020). Assessment of the Influence of Braking Devices over the Stability of Braking Properties of the Vehicles. SAE Technical Paper Series. https://doi.org/10.4271/2020-01-5163

11.      Wang, L., Liu, F., Song, Z., Ni, Y., He, Z., Zhai, Z., …, & Li, Z. (2024). Advances in tractor rollover and stability control: Implications for off-road driving safety. Computers and Electronics in Agriculture, 226, 109483. https://doi.org/10.1016/j.compag.2024.109483

12.      Naumov, V., Bekmagambetova, L., Bitileuova, Z., Zhanbirov, Z., & Taran, I. (2022). Mixed Fuzzy-Logic and Game-Theoretical Approach to Justify Vehicle Models for Servicing the Public Bus Line. Communications ‒ Scientific Letters of the University of Zilina, 24(1), A26-A34. https://doi.org/10.26552/com.c.2022.1.a26-a34

13.      Sokil, B., Lyashuk, O., Sokil, M., Vovk, Y., Lebid, I., Hevko, I., …, & Matviyishyn, A. (2022). Methodology of Force Parameters Justification of the Controlled Steering Wheel Suspension. Communications ‒ Scientific Letters of the University of Zilina, 24(3), B247-B258. https://doi.org/10.26552/com.c.2022.3.b247-b258

14.      Volkov, V., Gritsuk, I., Taran, I., Volkova, T., Kuzhel, V., Semenov, A., & Voznyak, O. (2024). Information Systems for Vehicles Technical Condition Monitoring. Data-Centric Business and Applications, 61-96. https://doi.org/10.1007/978-3-031-54012-7_4

15.      Sokil, B., Lyashuk, O., Sokil, M., Vovk, Y., Dzyura, V., Aulin, V., & Khoroshun, R. (2021). Interpreting the Main Power Characteristics Choice of the Wheel Vehicles Guided Cushioning System. Communications ‒ Scientific Letters of the University of Zilina, 23(2), B139-B149. https://doi.org/10.26552/com.c.2021.2.b139-b149

16.      Podrigalo, M., Dubinin, Y., Molodan, A., Polianskyi, O., Kholodov, M., Klets, D., …, & Stepanov, A. (2020). New Methods and Systems for Monitoring the Functional Stability Parameters of Wheel Machines Power Units. SAE Technical Paper Series. https://doi.org/10.4271/2020-01-2014

17.      Sert, E., & Boyraz, P. (2017). Optimization of suspension system and sensitivity analysis for improvement of stability in a midsize heavy vehicle. Engineering Science and Technology, an International Journal, 20(3), 997-1012. https://doi.org/10.1016/j.jestch.2017.03.007

18.      Taran, I. A. (2012). Laws of power transmission on branches of double-split hydrostatic mechanical transmissions. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (2), 69-75.

19.      Li, J., Keshavarzi, A., Omran, A. H., Ahmad, N., Alkhafaji, M. A., Nasajpour-Esfahani, N., & Mousavian, S. H. B. (2024). Simulation the effect of capply layer length on the longitudinal stiffness and lateral stiffness of the tire and the stability of the car. Ain Shams Enginee­ring Journal, 15(2), 102354. https://doi.org/10.1016/j.asej.2023.102354

20.      Li, S., Wang, G., Zhang, B., Yu, Z., & Cui, G. (2020). Vehicle Yaw Stability Control at the Handling Limits Based on Model Predictive Control. International Journal of Automotive Technology, 21(2), 361-370. https://doi.org/10.1007/s12239-020-0034-7

21.      Villano, E., Lenzo, B., & Sakhnevych, A. (2021). Cross-combined UKF for vehicle sideslip angle estimation with a modified Dugoff tire model: design and experimental results. Meccanica, 56(11), 2653-2668. https://doi.org/10.1007/s11012-021-01403-6

22.      Prakash, R., & Dheer, D. K. (2024). Stability analysis of lateral dynamics of a vehicle model utilizing state feedback with integral control and bifurcation method. Journal of Computational Science, 80, 102321. https://doi.org/10.1016/j.jocs.2024.102321

23.      Sert, E., & Boyraz, P. (2016). Enhancement of Vehicle Handling Based on Rear Suspension Geometry Using Taguchi Method. SAE International Journal of Commercial Vehicles, 9(1), 1-13. https://doi.org/10.4271/2015-01-9020

24.      Bhardwaj, A., Slavin, D., Walsh, J., Freudenberg, J., & Gillespie, R. B. (2021). Estimation and decomposition of rack force for driving on uneven roads. Control Engineering Practice, 114, 104876. https://doi.org/10.1016/j.conengprac.2021.104876

• < Попередня
• Наступна >