UNIVERZITET U BEOGRADU SAOBRAĆAJNI FAKULTET Dragan S. Sekulić ISTRAŽIVANJE OSCILATORNOG KOMFORA PUTNIKA U AUTOBUSU SA ASPEKTA POLOŽAJA I KVALITETA SEDIŠTA doktorska disertacija Beograd, 2013 UNIVERSITY OF BELGRADE FACULTY OF TRANSPORT AND TRAFFIC ENGINEERING Dragan S. Sekulić INVESTIGATION OF PASSENGERS’ OSCILLATORY COMFORT IN THE BUS WITH RESPECT TO THE SEAT POSITION AND QUALITY Doctoral Dissertation Belgrade, 2013 Mentor: Redovni profesor dr Srđan L. RUSOV, Univerzitet u Beogradu - Saobraćajni fakultet Članovi komisije: Redovni profesor dr Srđan L. RUSOV, Univerzitet u Beogradu - Saobraćajni fakultet Redovni profesor dr Vlastimir DEDOVIĆ, Univerzitet u Beogradu - Saobraćajni fakultet Redovni profesor dr Gradimir DANON, Univerzitet u Beogradu - Šumarski fakultet Datum odbrane: Rezime Doktorska disertacija pod nazivom „Istraživanјe oscilatornog komfora putnika u autobusu sa aspekta položaja i kvaliteta sedišta“ imala je za cilj određivanje oscilatornih karakteristika sedišta u cilju poboljšanja udobnosti korisnika čiji je komfor u pojedinim zonama na platformi autobusa u realnim uslovima eksploatacije smanjen ili ugrožen. Drugi cilj istraživanja je bio provera hipoteze da li promena oscilatornih parametara pojedinih sedišta može da omogući da se postigne ujednačen nivo oscilatornog komfora za sve putnike, bez obzira na njihov položaj na platformi autobusa. U radu je definisan originalni prostorni oscilatorni model međugradskog autobusa IK 301, sa 65 stepeni slobode, koji je poslužio kao konkretna podloga za simulaciono istraživanje "zona jednakog oscilatornog komfora". U oscilatorni model je kao pobuda uvedeno sedam različitih neravnosti kolovoza, snimljenih u realnim uslovima eksploatacije, pri različitim brzinama kretanja mernog vozila (tri loše asfalt-betonske podloge pri brzinama od 64 km/h, 72 km/h i 80 km/h; dobar asfalt-beton i vrlo dobra cement-betonska podloga pri brzini od 80 km/h, kao i dve vremenski smaknute pobude - dobar asfalt-beton i vrlo dobar asfalt-beton pri brzini od 90 km/h). Za svakog korisnika autobusa i za svaku oscilatornu pobudu određen je komfor po metodi za kvantifikovanje vibracija celog tela čoveka, prema međunarodnom standardu ISO 2631 (1997). Uvođenje realnih neravnosti kolovoza omogućilo je da se u obzir uzmu različiti uslovi eksploatacije, što je naročito važno prilikom određivanja oscilatornih zona i pravilnog izbora sedišta kojima treba da se poboljša oscilatorna udobnost u autobusu. Poređenje oscilatornih veličina utvrđenih simulacijom sa kriterijumima koji postavlja međunarodni standard ISO 2631 omogućilo je da se oscilatorni komfor oceni na svakom pojedinačnom sedištu. Pokazalo se da se na platformi vozila mogu definisati "zone približno jednakog komfora". Najkomfornija zona nalazi se u srednjem delu vozila (između osovina), a zona najnižeg komfora se nalazi na zadnjem prepustu, što je potvrđeno rezultatima istraživanja za sve vrste podloga i pri svim razmatranim brzinama kretanja. Detaljna simulaciona istraživanja u relativno širokom rasponu parametara krutosti i prigušenja sedišta, pokazala su da postoje realni oscilatorni parametri sedišta (csp=10000 N/m, bsp=330 Ns/m) koji omogućuju značajno poboljšanje kako oscilatornog komfora tako i dužine trajanja izlaganja vibracijama u manje komfornim ili ugroženim zonama. Oscilatorna udobnost korisnika autobusa u svim eksploatacionim uslovima može se značajno poboljšati promenom oscilatornih parametara sedišta na mestima na kojima je smanjen ili ugrožen oscilatorni komfor. Međutim, komfor svih korisnika u svim uslovima eksploatacije nije moguće potpuno ujednačiti. Bolje ujednačenje oscilatorne udobnosti korisnika na celoj platformi postiže se na boljim podlogama pri većim brzinama kretanja autobusa i na lošim podlogama pri manjim brzinama kretanja autobusa. Ključne reči: autobus, korisnici, neravnost kolovoza, oscilatorna udobnost, simulacija, zone jednakog oscilatornog komfora, vreme izlaganja, ISO 2631, Matlab, ADAMS/View Naučna oblast: Drumska vozila Uža naučna oblast: Dinamika vozila UDK broj: 629.113(043.3) Abstract The aim of doctoral dissertation entitled "Investigation of passengers’ oscillatory comfort in the bus with respect to the seat position and quality" was to define the oscillatory parameters of bus user’s seats with goal to improve ride comfort for users sitting in the platform zones with lower or jeopardized oscillatory comfort, while the bus is running under real operating conditions. The second goal of investigation was to check the hypothesis whether the seats with oscillatory parameters that enable improved vibratory comfort also enable achievement of uniform ride comfort level for all bus occupants, regardless of a seat position on the bus platform. The thesis defines the original spatial oscillatory model of the intercity bus IK 301 with 65 degrees of freedom, used as the basis to determine, by means of simulations, the "almost equal oscillatory comfort zones". The oscillatory model was excited by seven different road roughnesses, registered in service at different speeds (three asphalt- concrete roads in bad conditions recorded at speeds of 64 km/h, 72 km/h and 80 km/h; asphalt-concrete pavement in good condition and cement-concrete pavement in very good condition, both recorded at speed of 80 km/h and two time-staggered excitations - asphalt-concrete in good condition and asphalt-concrete in very good condition, both recorded at speed of 90 km/h). The oscillatory comfort has been determined for each bus occupant and for each excitation signal, according the method for quantifying the whole body vibration prescribed by the international standard ISO 2631 (1997). The introduction of the real excitations into the model allowed the consideration of different bus service conditions, which is especially important for the definition of oscillatory comfort zones and proper choice of seats which should improve the ride comfort. Comparison of oscillatory values defined through simulation and comfort criteria from international standard ISO 2631 (1997) allowed to assess the oscillatory comfort for each particular seat. It is confirmed that the "zones of approximately equal oscillatory comfort" on the vehicle platform can be defined. The most comfortable oscillatory zone is in the middle of the vehicle (between the front and the rear bus axle) and the less comfortable oscillatory zone is on the rear overhang, which is approved by the results of investigation for all road surfaces and for all bus speeds considered. Detailed simulation studies for a relatively wide range of seat stiffness and damping parameters, confirmed that there exist real oscillatory parameters of the seat (csp=10000 N/m, bsp=330 Ns/m) which can allow significant improvement in comfort as well as in vibration exposure time, for zones of lower or jeopardized oscillatory comfort. Bus occupant oscillatory comfort in different conditions of bus service can be significantly improved by change of the oscillatory parameters of seats in positions that have lower or jeopardized oscillatory comfort. However, complete equalization of the ride comfort for all bus occupants in all service conditions is not possible. Better balancing of the ride comfort of bus users on the whole platform can be achieved on better road surfaces at higher speeds and on poor road surfaces at lower speeds. Keywords: bus, occupants, road roughness, oscillatory comfort, simulation, zone of equal oscillatory comfort, vibration exposure time, ISO 2631, Matlab, ADAMS/View Scientific Field: Motor Vehicles Field of Academic Expertise: Vehicle Dynamics UDC: 629.113(043.3) Sadržaj I SADRŽAJ Spisak slika ................................................................................................................. IV Spisak tabela ................................................................................................................ X 1. Uvod ......................................................................................................................... 1 1.1. Motivi istraživanja ................................................................................................. 1 1.2. Predmet i cilj istraživanja ....................................................................................... 3 2. Dejstvo vibracija na telo čoveka ................................................................................ 6 2.1. Izloženost vibracijama ............................................................................................ 6 2.2. Podela i osnovne karakteristike vibracija ................................................................ 8 2.3. Efekti dejstva vibracija na čoveka ........................................................................ 11 2.3.1. Fiziološki uticaj vibracija ............................................................................... 11 2.4. Percepcija vibracija .............................................................................................. 12 2.4.1. Prag opažanja vibracija celog tela ................................................................... 13 2.4.2. Opažanje komfora .......................................................................................... 14 2.5. Uticaj vibracija na komfor i bezbednost saobraćaja .............................................. 16 3. Vrednovanje dejstva vibracija i preventivne mere.................................................... 19 3.1. Standard BS 6841 ................................................................................................. 19 3.2. Standard VDI 2057 .............................................................................................. 21 3.3. Standard ISO 2631 ............................................................................................... 22 3.3.1. Kvantifikovanje vibracija i vrednovanje dejstva vibracija na komfor prema Standardu ISO 2631 (1997)...................................................................................... 23 3.3.2. Kvantifikovanje vibracija i vrednovanje dejstva vibracija na komfor prema Standardu ISO 2631 (1985)...................................................................................... 24 3.4. Preventivne mere za smanjenje dejstva vibracija na telo čoveka ........................... 27 4. Oscilatorne pobude vozila ....................................................................................... 29 4.1. Neravnost kolovoza .............................................................................................. 29 4.2. Spektralna gustina snage neravnosti mikroprofila kolovoza .................................. 31 4.3. Modeliranje neravnosti kolovoza pomoću spektralne gustine snage neravnosti kolovoza ..................................................................................................................... 35 4.3.1. Primer generisane neravnosti kolovoza pomoću spektralne gustine snage neravnosti kolovoza ................................................................................................. 38 4.4. Realne neravnosti podloge.................................................................................... 39 4.4.1. Merenje realnih neravnosti podloge ................................................................ 40 4.4.2. Softverski paketi za analize podužnih neravnosti kolovoza ............................. 43 4.4.3. Primeri realnih neravnosti podloge za pobudu oscilatornog modela vozila...... 46 5. Oscilatorni modeli vozila ........................................................................................ 51 Sadržaj II 5.1. Ravanski oscilatorni model vozila ........................................................................ 51 5.1.1. Oscilatorna pobuda oscilatornog modela autobusa IK 103P ............................ 54 5.1.2. Rezultati simulacije i analiza rezultata ............................................................ 55 5.1.3. Uticaj krutosti i prigušenja sedišta na oscilatorni komfor vozača .................... 55 5.1.4. Kratak zaključak istraživanja .......................................................................... 58 5.2. Prostorni oscilatorni model vozila ........................................................................ 58 5.2.1. Pobuda oscilatornog modela autobusa IK 301 ................................................ 61 5.2.2. Analiza rezultata simulacije ............................................................................ 61 5.2.3. Analiza uticaja oscilatornih parametra sedišta na komfor vozača .................... 63 5.2.4. Vreme izlaganja vozača vibracijama u odnosu na kriterijum umanjenog komfora ................................................................................................................... 64 5.2.5. Kratak zaključak istraživanja .......................................................................... 65 6. Programski paketi za složene dinamičke analize vozila ........................................... 67 6.1. Softver MSC.ADAMS ........................................................................................... 69 6.2. Upoteba programskog paketa MSC.ADAMS u automobilskoj industriji ................ 71 6.3. Proces modeliranja mehaničkih sistema u modulu ADAMS/View programskog paketa MSC.ADAMS ................................................................................................... 73 7. Oscilatorni model saobraćajnih sredstava za prevoz putnika .................................... 77 7.1. Elastično-oslonjena masa vozila ........................................................................... 78 7.2. Sedišta putnika i vozača ....................................................................................... 79 7.3. Osovine vozila, točkovi i sistemi oslanjanja.......................................................... 80 7.4. Opšti oscilatorni model ........................................................................................ 86 7.5. Međugradski autobus IK 301 ................................................................................ 88 7.6. Oscilatorni model autobusa IK 301 u modulu ADAMS/View programskog paketa MSC.ADAMS .............................................................................................................. 89 8. Priprema za simulaciono istraživanje....................................................................... 94 8.1. Validacija oscilatornog modela............................................................................. 94 8.2. Određivanje položaja težišta vozila ...................................................................... 97 8.2.1. Određivanje položaja težišta oscilatornog modela praznog/opterećenog autobusa IK 301 ....................................................................................................... 98 8.3. Određivanje ekvivalentne krutosti opruge i ekvivalentnog prigušenja amortizera oscilatornog modela praznog/opterećenog autobusa .................................................. 100 8.4. Ostali parametri autobusa korišćeni u simulacijama (za validaciju modela autobusa i određivanje zona oscilatornog komfora autobusa) ................................................... 100 8.5. Rezultati merodavni za validaciju oscilatornog modela autobusa ........................ 103 9. Simulaciono istraživanje ....................................................................................... 111 Sadržaj III 9.1. Definisanje i određivanje komfora svih korisnika autobusa prema kriterijumu standarda ISO 2631 (1997) za različite pobude i brzine kretanja autobusa ................. 111 9.1.1. Loš asfalt-betonski kolovoz za brzinu autobusa od 64 km/h.......................... 114 9.1.2. Loš asfalt-betonski kolovoz za brzinu autobusa od 80 km/h.......................... 117 9.1.3. Dobar asfalt-betonski kolovoz za brzinu autobusa od 80 km/h ...................... 120 9.1.4. Vrlo dobar cement-betonski kolovoz za brzinu autobusa od 80 km/h ............ 123 9.1.5. Vrlo dobar asfalt-betonski kolovoz za brzinu autobusa od 90 km/h ............... 126 9.1.6. Dobar asfalt-betonski kolovoz za brzinu autobusa od 90 km/h ...................... 129 9.1.7. Loš asfalt-betonski kolovoz za brzinu autobusa od 72 km/h.......................... 132 9.2. Određivanje dozvoljenog vremena izlaganja putnika autobusa sa najmanjim oscilatornim komforom prema kriterijumu umanjenog oscilatornog komfora standarda ISO 2631 (1985) ....................................................................................................... 135 9.2.1. Dozvoljeno vreme izlaganja vibracijama za pobudu - Loš asfalt-betonski kolovoz za brzinu autobusa od 64 km/h ................................................................. 138 9.2.2. Dozvoljeno vreme izlaganja vibracijama za pobudu - Loš asfalt-betonski kolovoz za brzinu autobusa od 80 km/h ................................................................. 140 9.2.3. Dozvoljeno vreme izlaganja vibracijama za pobudu - Dobar asfalt-betonski kolovoz za brzinu autobusa od 80 km/h ................................................................. 141 9.2.4. Dozvoljeno vreme izlaganja vibracijama za pobudu - Vrlo dobar cement- betonski kolovoz za brzinu autobusa od 80 km/h ................................................... 143 9.2.5. Dozvoljeno vreme izlaganja vibracijama za pobudu - Loš asfalt-betonski kolovoz za brzinu autobusa od 72 km/h ................................................................. 145 9.3. Definisanje i određivanje zona komfora za korisnike autobusa ........................... 147 9.3.1. Oscilatorna pobuda - loš asfalt-beton, brzina 64 km/h................................... 148 9.3.2. Oscilatorna pobuda - loš asfalt-beton, brzina 80 km/h................................... 148 9.3.3. Oscilatorna pobuda - dobar asfalt-beton, brzina 80 km/h .............................. 149 9.3.4. Oscilatorna pobuda - vrlo dobar cement-beton, brzina 80 km/h .................... 149 9.3.5. Oscilatorna pobuda - vrlo dobar asfalt-beton, brzina 90 km/h ....................... 150 9.3.6. Oscilatorna pobuda - dobar asfalt-beton, brzina 90 km/h .............................. 150 9.3.7. Oscilatorna pobuda - loš asfalt-beton, brzina 72 km/h................................... 151 10. Mogućnost ujednačavanja nivoa komfora za sve korisnike vozila ........................ 155 10.1. Poboljšanje oscilatornih parametara sedišta putnika sa ugroženim oscilatornim komforom ................................................................................................................. 155 10.2. Analiza poboljšanja oscilatornog komfora putnika usled promene oscilatornih parametara sedišta u pojedinim zonama .................................................................... 160 10.2.1. Oscilatorna pobuda - loš asfalt-beton, brzina 64 km/h ............................. 160 10.2.2. Oscilatorna pobuda - loš asfalt-beton, brzina 80 km/h ............................. 162 Sadržaj IV 10.2.3. Oscilatorna pobuda - dobar asfalt-beton, brzina 80 km/h ......................... 165 10.2.4. Oscilatorna pobuda - vrlo dobar cement-beton, brzina 80 km/h ............... 167 10.2.5. Oscilatorna pobuda - vrlo dobar asfalt-beton, brzina 90 km/h .................. 169 10.2.6. Oscilatorna pobuda - dobar asfalt-beton, brzina 90 km/h ......................... 171 10.2.7. Oscilatorna pobuda - loš asfalt-beton, brzina 72 km/h ............................. 173 10.3. Analiza vremena izlaganja korisnika nakon promene oscilatornih parametara sedišta u pojedinim zonama ...................................................................................... 175 10.3.1. Oscilatorna pobuda - loš asfalt-beton, brzina 64 km/h ............................. 176 10.3.2. Oscilatorna pobuda - loš asfalt-beton, brzina 80 km/h ............................. 178 10.3.3. Oscilatorna pobuda - dobar asfalt-beton, brzina 80 km/h ......................... 180 11. Završna razmatranja i zaključak .......................................................................... 183 Literatura .................................................................................................................. 190 Prilozi ....................................................................................................................... 200 Prilog 1: Oscilatorni model auotbusa IK 301 .......................................................... 201 Prilog 2: Registrovane neravnosti asfalt betonskog kolovoza u lošem stanju, brzina 64 km/h, za verifkicaju oscilatornog modela autobusa IK 301 ................................ 204 Prilog 3: Rezultati analize “DOE - Deisign Of Experiments“ softvera ADAMS-View za korisnike autobusa IK 301 ................................................................................. 206 Prilog 4: Filteri Wk, Wd i Wz standarda ISO 2631 (1985) i ISO 2631 (1997) za vrednovanje vertikalnih i horizontalnih ubrzanja u programskom paketu MATLAB .................................................................................................... 222 Prilog 5: Programski kod u programskom paketu MATLAB za generisanje podužnih neravnosti vrlo dobrog asfalt-betonskog kolovoza .................................................. 226 Prilog 6: Deo komandnog cmd.fajla za oscilatorni model autobusa IK 301 ............. 229 Biografija autora ....................................................................................................... 235 Spisak slika IV Spisak slika Slika 2.1. Izloženost vibracijama prema sektorima ekonomske aktivnosti ...................... 7 Slika 2.2. Mesto prijema vibracija u vozilu za a) putnika i b) vozača .......................... 10 Slika 2.3. Pragovi opažanja vibracija za horizontalni, vertikalni i kombinovani pravac dejstva prema standardu ISO 2631 ............................................................................. 13 Slika 2.4. Pragovi opažanja vertikalnih vibracija celog tela a) prema različitim izvorima i b) za 17 subjekata ....................................................................................... 14 Slika 2.5. Krive jednakog opažanja komfora za a)stohastičku pobudu u vertikalnom pravcu i b) stohastičku i harmonijsku pobudu u vertikalnom pravcu ............................ 15 Slika 2.6. Primarni elementi vibracija i mogućnost nastanka saobraćajne nezgode ..... 17 Slika 2.7. Zavisnost stope saobraćajnih nezgoda u funkciji od kvaliteta kolovoza ........ 18 Slika 3.1. Filteri za vrednovanje vertikalnih ubrzanja vibracija za telo čoveka u sedećem položaju, prema BS 6841 i ISO 2631 (1997) .................................................. 21 Slika 3.2. Filteri za vrednovanje horizontalnih i vertikalnih ubrzanja, prema ISO 2631 (1997) ......................................................................................................................... 24 Slika 3.3. Krive za vrednovanje dejstva vibracija a) u vertikalnom pravcu i b) u horizontalnom pravcu .......................................................................................... 25 Slika 3.4. Linije jednakog zamaranja za komfor, radnu sposobnost i zdravlje, prema ISO 2631 (1985) ......................................................................................................... 25 Slika 3.5. Filteri za vrednovanje vertikalnih ubrzanja, prema ISO 2631 (1997), ISO 2631 (1985) i BS 6841 (1987) .............................................................................. 27 Slika 4.1. Podužna i poprečna neravnost kolovoza ...................................................... 29 Slika 4.2. Spektralna gustina amplituda neravnosti za različite kolovoze .................... 31 Slika 4.3. Spektralna gustina amplituda neravnosti za različite kolovoze .................... 32 Slika 4.4. Cement-betonska podloga a) armatura kolovozne konstrukcije i b) poprečne deformacije kolovoza usled sleganja betona ................................................................ 34 Slika 4.5. Spektralna gustina brzine neravnosti deformisanog cement-betonskog kolovoza ...................................................................................................................... 34 Slika 4.6. Spektralna gustina neravnosti asfalt-betonskog kolovoza u vrlo dobrom stanju u funkciji od prinudne frekvencije za brzinu vozila od 100 km/h ........................ 38 Slika 4.7. Generisana neravnost asfalt-betonskog kolovoza (vrlo dobar) u funkciji od vremena za brzinu vozila od 100 km/h ......................................................................... 39 Slika 4.8. Merni uređaj Dipstick a) šema uređaja sa mernim tačkama i b) merenje neravnosti ................................................................................................................... 40 Slika 4.9. Merno vozilo za merenje mikroneravnina kolovoza ..................................... 41 Slika 4.10. Merno vozilo a) K.J.Law i b) ProRut ......................................................... 42 Spisak slika V Slika 4.11. Izgled mikroprofila puta snimljen sa dva merna uređaja ........................... 43 Slika 4.12. Merenje neravnosti a) poprečna pukotina i b) mikroprofil puta registrovan različitim davačima ..................................................................................................... 43 Slika 4.13. Komponente softvera RoadRuf .................................................................. 44 Slika 4.14. Radno okruženje softvera ProVAL 2.73 ..................................................... 46 Slika 4.15. Podužne neravnosti asfalt-betonskog kolovoza u lošem stanju u funkciji od pređenog puta (brzina mernog vozila 64 km/h) ............................................................ 47 Slika 4.16. Podužne neravnosti asfalt-betonskog kolovoza u lošem stanju u funkciji od pređenog puta (brzina mernog vozila 80 km/h) ............................................................ 47 Slika 4.17. Podužne neravnosti asfalt-betonskog kolovoza u dobrom stanju u funkciji od pređenog puta (brzina mernog vozila 80 km/h) ............................................................ 48 Slika 4.18. Podužne neravnosti cement-betonskog kolovoza u vrlo dobrm stanju u funkciji od pređenog puta (brzina mernog vozila 80 km/h) .......................................... 48 Slika 4.19. Podužne neravnosti lošeg asfalt-betonskog kolovoza u funkciji od pređenog puta (brzina mernog vozila 72 km/h) ........................................................................... 49 Slika 4.20. Podužne neravnosti asfalt-betonskog kolovoza u dobrom i vrlo dobrom stanju (brzina mernog vozila 90 km/h) ........................................................................ 49 Slika 4.21. Podužne neravnosti vrlo dobrog asfalt-betonskog kolovoza a) duž jednog traga i b) na levom i desnom tragu, u funkciji od vremena .......................................... 50 Slika 4.22. Podužne neravnosti dobrog asfalt-betonskog kolovoza a) duž jednog traga i b) na levom i desnom tragu, u funkciji od vremena ...................................................... 50 Slika 5.1. Oscilatorni model vozila sa šest stepeni slobode .......................................... 51 Slika 5.2. Strukturni blok dijagram oscilatornog modela vozila u Simulink-u .............. 53 Slika 5.3. Snimljena neravnost kolovoza a) na levom i desnom tragu mernog vozila i b) filtrirana i osrednjena neravnost kolovoza ............................................................. 54 Slika 5.4. Odzivi vozača a) vertikalno pomeranje i b) vertikalno ubrzanje ................... 55 Slika 5.5. Odzivi vozača a) vertikalno pomeranje i b) vertikalno ubrzanje, za promenljive krutosti opruga i konstantno prigušene od 450 Ns/m ................................ 56 Slika 5.6. Odzivi vozača a) vertikalno pomeranje i b) vertikalno ubrzanje, za promenljiva prigušenja i konstantnu krutost opruge od 3500 N/m ............................... 57 Slika 5.7. Prostorni oscilatorni model vozila ............................................................... 58 Slika 5.8. Sedišta vozača i putnika autobusa i položaj težišta autobusa ....................... 59 Slika 5.9. Vertikalno ubrzanje i vrednovano vertikalno ubrzanja na mestu vozača za neravnosti asfalt-betonskog kolovoza u vrlo dobrom stanju, za brzinu autobusa od 100 km/h ................................................................................................................ 62 Spisak slika VI Slika 5.10. Srednja efektivna vrednost vrednovanog vertikalnog ubrzanja vozača u funkciji od koeficijenta krutosti opruge i koeficijenta prigušenja amortizera vozačevog sedišta ....................................................................................................... 63 Slika 5.11. Vreme izlaganja vozača oscilacijama u pravcu z-ose za kriterijum umanjenog komfora .................................................................................................... 64 Slika 5.12. Šinsko putničko vozilo sa sedištima i naznačenim oscilatornim zonama ..... 66 Slika 6.1. Radno okruženje softvera ADAMS/Car ........................................................ 72 Slika 6.2. Radno okruženje softvera ADAMS/Chassis .................................................. 73 Slika 6.3. Skica sistema oslanjanja sa dve poprečne vođice ......................................... 74 Slika 6.4. Radno okruženje softvera ADAMS/View ...................................................... 75 Slika 6.5. Najčešće korišćene veze pri izgradnji modela .............................................. 76 Slika 7.1. Drumsko vozilo kao sistem krutih tela ......................................................... 77 Slika 7.2. Šinsko vozilo kao sistem krutih tela ............................................................. 77 Slika 7.3. Karoserija sa sedištima a) autobusa i b) šinskog putničkog vozila ............... 78 Slika 7.4. Oslonjena masa vozila kao kruto telo sa putničkim sedištima ...................... 79 Slika 7.5. Sedište a) vozača i b) putnika autobusa ....................................................... 79 Slika 7.6. Sedište a) vozača i b) putnika putničkog šinskog vozila ............................... 80 Slika 7.7. Model sedišta u softveru ADAMS/View ....................................................... 80 Slika 7.8. Krute osovine autobusa a) prednja i b) zadnja ............................................ 80 Slika 7.9. Postolje šinskog putničkog vozila sa a) krutom osovinom i b) kućištem za osovinu ....................................................................................................................... 81 Slika 7.10. Šinsko putničko vozilo ............................................................................... 81 Slika 7.11. Šematski prikaz a) šinskog vozila i b) ekvivalentne osovine ....................... 82 Slika 7.12. SPRING-DAMPER elementi za modeliranje radijalne karakteristike pneumatika, elastičnih i prigušnih elemenata sistema oslanjanja ................................ 83 Slika 7.13. Uvedene veze za ograničavanje kretanja krutih tela (telo vozila i osovina/postolje) opšteg oscilatornog modela ............................................................. 84 Slika 7.14. Lažne mase i oscilatorna pobuda modela .................................................. 85 Slika 7.15. Registrivana neravnost na levim i desnim točkovima šinskog vozila .......... 85 Slika 7.16. Opšti oscilatorni model vozila za analizu oscilatornog komfora ................ 86 Slika 7.17. Autobus double-decker .............................................................................. 87 Slika 7.18. Oscilatorni model autobusa double-decker ................................................ 87 Slika 7.19. Međugradski autobus IK 301 ..................................................................... 88 Slika 7.20. Međugradski autobus IK 301 ..................................................................... 88 Slika 7.21. Modeli a) prednje i b) zadnje osovina autobusa IK 301 ............................. 89 Slika 7.22. Model elastičnog pneumatika autobusa IK 301 ......................................... 91 Slika 7.23. SPRING-DAMPER element sa naznačenim markerima ............................. 91 Spisak slika VII Slika 7.24. Prostorni oscilatorni model autobusa IK 301 ............................................ 92 Slika 8.1. Koordinatni sistem za određivanje položaja težišta autobusa ...................... 97 Slika 8.2. Komponente praznog/opterećenog autobusa IK 301 .................................... 98 Slika 8.3. Elementi oslanjanja na zadnjem mostu autobusa IK 301 ........................... 100 Slika 8.4. Šematski prikaz prostornog oscilatornog modela autobusa IK 301 ............ 101 Slika 8.5. Postavljanje merne opreme na mestu a) vozača i b) putnika ...................... 104 Slika 8.6. Postavljanje induktivnih davača ubrzanja na nadgradnji .......................... 104 Slika 8.7. Oscilatorni model autobusa sa naznačenim mestima na kojima su postavljeni markeri za beleženje signala vertikalnih ubrzanja ..................................................... 104 Slika 8.8. Položaj sedišta vozača i putnika iznad zadnje osovine ............................... 105 Slika 8.9. Pobuda oscilatornog modela autobusa - asfalt betonski kolovoz u lošem stanju, (brzina 64 km/h) ............................................................................................ 106 Slika 8.10. Vertikalno ubrzanje na podu ispod sedišta vozača: a) merenje i b) simulacija ............................................................................................................. 106 Slika 8.11. Vertikalno ubrzanje na podu ispod sedišta putnika iznad zadnje osovine: a) merenje i b) simulacija ......................................................................................... 107 Slika 8.12. Vertikalno ubrzanje na sedištu vozača: a) merenje i b) simulacija ........... 108 Slika 8.13. Vertikalno ubrzanje na sedištu putnika iznad zadnje osovine: a) merenje i b) simulacija ............................................................................................................. 108 Slika 9.1. Raspored sedišta u autobusu IK 301 .......................................................... 111 Slika 9.2. Filteri za vrednovanje vertikalnih i horizontalnih ubrzanja ....................... 112 Slika 9.3. Horizontalno i vrednovano horizontalno ubrzanje za vozača za pobudu loš-asfalt betonski kolovoz i brzinu kretanja autobusa od 64 km/h ............................. 113 Slika 9.4. Horizontalno i vrednovano horizontalno ubrzanje za putnika53 za pobudu vrlo dobar-asfalt betonski kolovoz i brzinu kretanja autobusa od 90 km/h ................. 113 Slika 9.5. Oscilatorna pobuda autobusa loš asfalt-beton, brzina 64 km/h .................. 114 Slika 9.6. Ubrzanja na mestu a) vozača, b) putnika23 i c) putnika53 za loš asfalt-betonski kolovoz, brzina 64 km/h ..................................................................... 115 Slika 9.7. Oscilatorna pobuda autobusa loš asfalt-beton, brzina 80 km/h .................. 117 Slika 9.8. Ubrzanja na mestu a) vozača, b) putnika12 i c) putnika49 za loš asfalt-betonski kolovoz, brzina 80 km/h ..................................................................... 118 Slika 9.9. Oscilatorna pobuda autobusa dobar asfalt-beton, brzina 80 km/h ............. 120 Slika 9.10. Ubrzanja na mestu a) vozača, b) putnika19 i c) putnika53 za dobar asfalt-betonski kolovoz, brzina 80 km/h ..................................................................... 121 Slika 9.11. Oscilatorna pobuda autobusa vrlo dobar cement-beton, brzina 80 km/h .. 123 Slika 9.12. Ubrzanja na mestu a) vozača, b) putnika14 i c) putnika53 za vrlo dobar cement-betonski kolovoz, brzina 80 km/h ................................................................... 124 Spisak slika VIII Slika 9.13. Oscilatorna pobuda autobusa vrlo dobar asfalt-beton, brzina 90 km/h, smaknuti levi i desni trag za jednu sekundu ............................................................... 126 Slika 9.14. Ubrzanja na mestu a) vozača, b) putnika27 i c) putnika53 za vrlo dobar asfalt-betonski kolovoz, brzina 90 km/h ..................................................................... 127 Slika 9.15. Oscilatorna pobuda autobusa dobar asfalt-beton, brzina 90 km/h, smaknuti levi i desni trag za jednu sekundu .............................................................................. 129 Slika 9.16. Ubrzanja na mestu a) vozača, b) putnika27 i c) putnika53 za dobar asfalt- betonski kolovoz, brzina 90 km/h ............................................................................... 130 Slika 9.17. Oscilatorna pobuda autobusa loš asfalt-beton, brzina 72 km/h ................ 132 Slika 9.18. Ubrzanja na mestu a) vozača, b) putnika22 i c) putnika49 za loš asfalt- betonski kolovoz, brzina 72 km/h ............................................................................... 133 Slika 9.19. Filteri za vrednovanje vertikalnih ubrzanja, prema ISO 2631(1985) i ISO 2631(1997) ...................................................................................................... 137 Slika 9.20. Spektralne gustine snage vrednovanog vertikalnog ubrzanja za vozača, suvozača, putnika7 i putnika53, za loš asfalt-betonski kolovoz, brzina 64 km/h ......... 138 Slika 9.21. Vremena izlaganja za vozača, suvozača, putnika7 i putnika53 za pobudu loš asfalt-betonski kolovoz i brzinu od 64 km/h ............................................................... 139 Slika 9.22. Spektralne gustine snage vrednovanog vertikalnog ubrzanja za vozača, suvozača i putnika49, za loš asfalt-betonski kolovoz, brzina 80 km/h ......................... 140 Slika 9.23. Vremena izlaganja za vozača, suvozača i putnika49 za pobudu loš asfalt-betonski kolovoz i brzinu od 80 km/h ............................................................... 141 Slika 9.24. Spektralne gustine snage vrednovanog vertikalnog ubrzanja za vozača, suvozača, putnika1 i putnika53, za dobar asfalt-betonski kolovoz, brzina 80 km/h ..... 142 Slika 9.25. Vremena izlaganja za vozača, suvozača, putnika1 i putnika53 za pobudu dobar asfalt-betonski kolovoz i brzinu od 80 km/h ..................................................... 142 Slika 9.26. Spektralne gustine snage vrednovanog vertikalnog ubrzanja za vozača, suvozača i putnika53, za vrlo dobar cement-betonski kolovoz, brzina 80 km/h ........... 143 Slika 9.27. Vremena izlaganja za vozača, suvozača i putnika53 za pobudu vrlo dobar cement-betonski kolovoz i brzinu od 80 km/h ............................................................. 144 Slika 9.28. Spektralne gustine snage vrednovanog vertikalnog ubrzanja za vozača, suvozača i putnika49, za loš asfalt-betonski kolovoz, brzina 72 km/h ......................... 145 Slika 9.29. Vremena izlaganja za vozača, suvozača i putnika49 za pobudu loš asfalt- betonski kolovoz i brzinu od 72 km/h ......................................................................... 146 Slika 9.30. Kriterijumi komfora u sredstvima javnog prevoza, prema ISO 2631 (1997) ....................................................................................................... 147 Slika 9.31. Zone jednakog oscilatornog komfora za autobus IK 301 za pobudu loš asflat-beton, brzina 64 km/h ...................................................................................... 148 Spisak slika IX Slika 9.32. Zone jednakog oscilatornog komfora za autobus IK 301 za pobudu loš asflat-beton, brzina 80 km/h ...................................................................................... 148 Slika 9.33. Zone jednakog oscilatornog komfora za autobus IK 301 za pobudu dobar asflat-beton, brzina 80 km/h ...................................................................................... 149 Slika 9.34. Zone jednakog oscilatornog komfora za autobus IK 301 za pobudu vrlo dobar cement-beton, brzina 80 km/h ......................................................................... 149 Slika 9.35. Zone jednakog oscilatornog komfora za autobus IK 301 za pobudu vrlo dobar asflat-beton, brzina 90 km/h ............................................................................ 150 Slika 9.36. Zone jednakog oscilatornog komfora za autobus IK 301 za pobudu dobar asflat-beton, brzina 90 km/h ...................................................................................... 150 Slika 9.37. Zone jednakog oscilatornog komfora za autobus IK 301 za pobudu loš asflat-beton, brzina 72 km/h ...................................................................................... 151 Slika 9.38. Sedišta korisnika autobusa IK 301 sa umanjenim oscilatornim komforom 154 Slika 10.1. Zavisnost rms ubrzanja od krutosti i prigušenja sedišta za a) suvozača, b) putnika5 i c) putnika49, za pobudu loš-asfalt beton i brzinu od 80 km/h ................ 156 Slika 10.2. Zavisnost rms ubrzanja od krutosti i prigušenja sedišta za a) suvozača, b) putnika1 i c) putnika12, za pobudu loš-asfalt beton i brzinu od 72 km/h ................ 156 Slika 10.3. Zavisnost rms ubrzanja od krutosti i prigušenja sedišta za a) putnika42, b) putnika48 i c) putnika49, za pobudu loš-asfalt beton i brzinu od 72 km/h .............. 157 Slika 10.4. Ubrzanje na mestu putnika49 za oscilatorne parametre sedišta a) csp=10000 (N/m) i bsp=330 (Ns/m), b) csp=20000 (N/m) i bsp=220 (Ns/m), i c) csp=25000 (N/m) i bsp=110 (Ns/m) ......................................................................................................... 158 Slika 10.5. Zavisnost rms ubrzanja od krutosti i prigušenja sedišta za a) suvozača, b) putnika1 i c) putnika8, za pobudu dobar-asfalt beton i brzinu od 90 km/h ............. 158 Slika 10.6. Zavisnost rms ubrzanja od krutosti i prigušenja sedišta za a) putnika37, b) putnika50 i c) putnika53, za pobudu dobar-asfalt beton i brzinu od 90 km/h ......... 159 Slika 10.7. Zone jednakog oscilatornog komfora autobusa IK 301 a) pre i b) nakon promene oscilatornih parametara sedišta sa umanjenim komforom za loš asfalt-betonski kolovoz, brzina 64 km/h ............................................................................................. 162 Slika 10.8. Zone jednakog oscilatornog komfora autobusa IK 301 a) pre i b) nakon promene oscilatornih parametara sedišta sa umanjenim komforom za loš asfalt-betonski kolovoz, brzina 80 km/h ............................................................................................. 164 Slika 10.9. Zone jednakog oscilatornog komfora autobusa IK 301 a) pre i b) nakon promene oscilatornih parametara sedišta sa umanjenim komforom za dobar asfalt-betonski kolovoz, brzina 80 km/h ..................................................................... 165 Spisak slika X Slika 10.10. Zone jednakog oscilatornog komfora autobusa IK 301 a) pre i b) nakon promene oscilatornih parametara sedišta sa umanjenim komforom za vrlo dobar cement-betonski kolovoz, brzina 80 km/h ................................................................... 167 Slika 10.11. Zone jednakog oscilatornog komfora autobusa IK 301 a) pre i b) nakon promene oscilatornih parametara sedišta sa umanjenim komforom za vrlo dobar asfalt-betonski kolovoz, brzina 90 km/h ..................................................................... 169 Slika 10.12. Zone jednakog oscilatornog komfora autobusa IK 301 a) pre i b) nakon promene oscilatornih parametara sedišta sa umanjenim komforom za dobar asfalt-betonski kolovoz, brzina 90 km/h ..................................................................... 171 Slika 10.13. Zone jednakog oscilatornog komfora autobusa IK 301 a) pre i b) nakon promene oscilatornih parametara sedišta sa umanjenim komforom za loš asfalt-betonski kolovoz, brzina 72 km/h ............................................................................................. 173 Slika 10.14. Spektralne gustine snage vrednovanog vertikalnog ubrzanja za suvozača, putnika7 i putnika53, za loš asfalt-betonski kolovoz, brzina 64 km/h ......................... 176 Slika 10.15. Vremena izlaganja za suvozača, putnika7 i putnika53 za pobudu loš asfalt-betonski kolovoz i brzinu od 64 km/h ............................................................... 177 Slika 10.16. Spektralne gustine snage vrednovanog vertikalnog ubrzanja za suvozača i putnika49, za loš asfalt-betonski kolovoz, brzina 80 km/h .......................................... 178 Slika 10.17. Vremena izlaganja za suvozača i putnika49 za pobudu loš asfalt-betonski kolovoz i brzinu od 80 km/h ....................................................................................... 179 Slika 10.18. Spektralne gustine snage vrednovanog vertikalnog ubrzanja za suvozača, putnika1 i putnika53, za dobar asfalt-betonski kolovoz, brzina 80 km/h ..................... 180 Slika 10.19. Vremena izlaganja za suvozača, putnika1 i putnika53 za pobudu dobar asfalt-betonski kolovoz i brzinu od 80 km/h ............................................................... 181 Slika P1.1. Pogled na model sa desne strane ............................................................ 202 Slika P1.2. Pogled na model sa prednje strane ......................................................... 202 Slika P1.3. Pogled na model sa zadnje strane ........................................................... 203 Slika P1.4. Pogled na model odozgo ......................................................................... 203 Spisak tabela X Spisak tabela Tabela 2.1. Procenat radnika izložen vibracijama u funkciji od vremena izloženosti prema četvrtom istraživanju Eurofound-a ..................................................................... 6 Tabela 2.2. Opažanje komfora putnika pema ISO 2631 (1997) .................................... 16 Tabela 4.1. Srednja vrednost frekventnog spektra asfalt-betonskog kolovoza za ν0=1(m-1) .................................................................................................................... 32 Tabela 5.1. Srednje efektivne vrednosti vrednovanog ubrzanja korisnika autobusa ..... 62 Tabela 5.2. Srednje efektivne vrednosti vrednovanog ubrzanja vozača ........................ 63 Tabela 7.1. Elementi oscilatornog modela autobusa IK 301 ........................................ 93 Tabela 7.2. Pregled veza oscilatornog modela autobusa IK 301 i stepeni slobode koje uvedene veze ukidaju ................................................................................................... 93 Tabela 8.1. Komponente praznog/opterećenog autobusa i položaj njihovih težišta ...... 99 Tabela 8.2. Koordinate težišta praznog/opterećenog autobusa IK 301 ........................ 99 Tabela 8.3. Geometrijski parametri autobusa IK 301 ................................................ 101 Tabela 8.4. Parametri mase autobusa IK 301 ........................................................... 102 Tabela 8.5. Oscilatorni parametri autobusa IK 301 .................................................. 102 Tabela 8.6. Statističke vrednosti vertikalnog ubrzanja za pod ispod sedišta vozača i putnika utvrđene merenjem i simulacijom ................................................................. 107 Tabela 8.7. Statističke vrednosti vertikalnog ubrzanja na sedištu vozača i putnika utvrđene merenjem i simulacijom .............................................................................. 109 Tabela 9.1. RMS vrednosti ubrzanja i ocena komfora za loš asfalt-betonski kolovoz, brzina 64 km/h .......................................................................................................... 116 Tabela 9.2. RMS vrednosti ubrzanja i ocena komfora za loš asfalt-betonski kolovoz, brzina 80 km/h .......................................................................................................... 119 Tabela 9.3. RMS vrednosti ubrzanja i ocena komfora za dobar asfalt-betonski kolovoz, brzina 80 km/h .......................................................................................................... 122 Tabela 9.4. RMS vrednosti ubrzanja i ocena komfora za vrlo dobar cement-betonski kolovoz, brzina 80 km/h ............................................................................................. 125 Tabela 9.5. RMS vrednosti ubrzanja i ocena komfora za vrlo dobar asfalt-betonski kolovoz, brzina 90 km/h ............................................................................................. 128 Tabela 9.6. RMS vrednosti ubrzanja i ocena komfora za dobar asfalt betonski kolovoz, brzina 90 km/h .......................................................................................................... 131 Tabela 9.7. RMS vrednosti ubrzanja i ocena komfora za loš asfalt-betonski kolovoz, brzina 72 km/h .......................................................................................................... 134 Tabela 9.8. RMS vrednosti vrednovanog vertikalnog ubrzanja korisnika za centralne frekvencije za loš asfalt-betonski kolovoz, brzina 64 km/h ......................................... 139 Spisak tabela XI Tabela 9.9. RMS vrednosti vrednovanog vertikalnog ubrzanja korisnika za centralne frekvencije za loš asfalt-betonski kolovoz, brzina 80 km/h ......................................... 140 Tabela 9.10. RMS vrednosti vrednovanog vertikalnog ubrzanja korisnika za centralne frekvencije za dobar asfalt-betonski kolovoz, brzina 80 km/h ..................................... 142 Tabela 9.11. RMS vrednosti vrednovanog vertikalnog ubrzanja korisnika za centralne frekvencije za vrlo dobar cement-betonski kolovoz, brzina 80 km/h ........................... 144 Tabela 9.12. RMS vrednosti vrednovanog vertikalnog ubrzanja korisnika za centralne frekvencije za loš asfalt-betonski kolovoz, brzina 72 km/h ......................................... 145 Tabela 10.1. Vrednosti koeficijenta krutosti i koeficijenta prigušenja sedišta u analizi uticaja na rms vrednosti ubrzanja korisnika .............................................................. 155 Tabela 10.2. RMS vrednosti ubrzanja i ocena komfora za sedišta čije su oscilatorne karakteristike promenjene, za loš asfalt-betonski kolovoz, brzina 64 km/h ................. 161 Tabela 10.3. RMS vrednosti ubrzanja i ocena komfora za sedišta čije su oscilatorne karakteristike promenjene, za loš asfalt-betonski kolovoz, brzina 80 km/h ................. 163 Tabela 10.4. RMS vrednosti ubrzanja i ocena komfora za sedišta čije su oscilatorne karakteristike promenjene, za dobar asfalt-betonski kolovoz, brzina 80 km/h ............ 166 Tabela 10.5. RMS vrednosti ubrzanja i ocena komfora za sedišta čije su oscilatorne karakteristike promenjene, za vrlo dobar cement betonski kolovoz, brzina 80 km/h ... 168 Tabela 10.6. RMS vrednosti ubrzanja i ocena komfora za sedišta čije su oscilatorne karakteristike promenjene, za vrlo dobar asfalt-betonski kolovoz, brzina 90 km/h ..... 170 Tabela 10.7. RMS vrednosti ubrzanja i ocena komfora za sedišta čije su oscilatorne karakteristike promenjene, za dobar asfalt-betonski kolovoz, brzina 90 km/h ............ 172 Tabela 10.8. RMS vrednosti ubrzanja i ocena komfora za sedišta čije su oscilatorne karakteristike promenjene, za loš asfalt-betonski kolovoz, brzina 72 km/h ................. 174 Tabela 10.9. RMS vrednosti vrednovanog vertikalnog ubrzanja korisnika za centralne frekvencije za loš asfalt-betonski kolovoz, brzina 64 km/h ......................................... 177 Tabela 10.10. RMS vrednosti vrednovanog vertikalnog ubrzanja korisnika za centralne frekvencije za loš asfalt-betonski kolovoz, brzina 80 km/h ......................................... 179 Tabela 10.11. RMS vrednosti vrednovanog vertikalnog ubrzanja korisnika za centralne frekvencije za dobar asfalt-betonski kolovoz, brzina 80 km/h ..................................... 181 1. Uvod 1 1. Uvod 1.1. Motivi istraživanja Vibracije predstavljaju oblik mehaničkog talasnog kretanja. Energija vibracija prenosi se na telo čoveka. Dejstvo vibracija na čoveka ima za posledicu neželjene efekte (fiziološke i psihološke poremećaje) koji su naročito izraženi u slučajevima dužeg izlaganja. Negativni uticaji dejstva vibracija uočeni su dvadesetih i tridesetih godina prošlog veka, sa naglim razvojem industrijskih mašina i motornih vozila. Od tog vremena do danas, istraživanjima uticaja vibracija i efekata koje one prouzrokuju pridaje se posebna pažnja. Istraživanja dobijaju na značaju zbog toga što su u savremenim tehničko-tehnološkim uslovima danas u svetu desetine miliona radnika i korisnika saobraćajnih sredstava izloženi štetnom dejstvu vibracija (European Agency for Safety and Health at Work, 2008). Na osnovu epidemioloških istraživanja procenjeno je da je u industrijskim zemljama od 5% do 8% radne snage izloženo štetnom dejstvu vibracija celog tela (Palmer i ostali, 2000). Najčešća oboljenja kod čoveka usled dejstva vibracija su bol u donjem delu leđa i povrede kičmenog stuba. U pet Evropskih zemalja (Belgija, Nemačka, Holandija, Francuska i Danska) pomenuta oboljenja svrstana su u profesionalne bolesti (Hulshof i ostali, 2002). U cilju smanjenja negativnog uticaja vibracija i zaštite zdravlja radnika na radnim mestima, Evropska Unija je juna 2002. godine usvojila direktivu 2002/44/EC (direktiva o vibracijama). U ovoj direktivi definisani su dozvoljeni pragovi (nivoi) izloženosti vibracijama celog tela čoveka na radnim mestima i u skladu sa njima jasno je naglašena obaveza radnih organizacija za preduzimanje odgovarajućih bezbedonosnih mera. Mere iz direktive 2002/44/EC su svih 27 zemalja članica Evropske Unije počele da primenjuju kada je ona stupila na snagu 6. jula 2005. godine (EU Good Practice Guide WBV, 2008). Vibracije deluju na učesnike u saobraćaju, naročito korisnike vozila (putnike i vozače) u svim vidovima transporta (drumski, železnički, vazdušni i vodni). U posebno rizičnu grupu spadaju rukovaoci građevinskih i poljoprivrednih mašina, kao i vozači teških teretnih vozila i autobusa (Alperovitch-Najenson, 2010; Eaton, 2003; Griffin, 2007; Kompier, 1996; Leelavathy i ostali, 2011). 1. Uvod 2 U ovom radu posebna pažnja posvećena je oscilatornom komforu korisnika autobusa. Oscilatorno kretanje autobusa se tokom vožnje pobuđuje iz više izvora. Ti izvori su makro i mikro neravnosti puta, neuravnoteženost točkova i elemenata transmisije, pogonski agregat, aerodinamičke sile i dr. Međutim, dominantna pobuda oscilatornog kretanja autobusa potiče od neravnosti kolovoza. Oscilacije imaju višestruko nepovoljno dejstvo: na korisnike autobusa, na vozilo i na kolovoz. Neke od negativnih posledica su: smanjenje komfora i radne sposobnosti vozača i putnika, smanjenje brzine kretanja autobusa, skraćenje veka autobusa kao i oštećenja kolovoza. Istraživanja uticaja vibracija celog tela na pojavu bola u donjem delu leđa kod vozača autobusa pokazala su da od ove bolesti boluje 84% vozača u SAD i 49% vozača u Švedskoj (Magnusson i ostali, 1996). Oscilatorno ponašanje autobusa i efekti uticaja vibracija na korisnike autobusa zavise od više parametara. Parametri autobusa koji utiču na njegovo oscilatorno ponašanje su geometrijski parametri (arhitektura vozila, dužina, visina i širina autobusa, položaj osovina i međuosovinsko rastojanje, položaj sedišta korisnika u autobusu i dr.), parametri koncentrisanih masa i njihov položaj (karoserija/noseća struktura, prednja i zadnja osovina, masa pogonske grupe i momenti inercije ovih masa) i oscilatorni parametri autobusa (krutost i prigušenje pneumatika, sistema elastičnog oslanjanja i sedišta vozača i putnika). Intezitet vibracija u autobusu zavisi pre svega od vrste i stanja podloge po kojoj se autobus kreće i od brzine kretanja autobusa. Vibracije se na tela korisnika autobusa prenose preko sedišta. Ustanovljeno je da intezitet vibracija kojima su korisnici autobusa izloženi zavisi od položaja sedišta u autobusu (Sekulić i Dedović, 2011). Uticaj vibracija na korisnike zavisi od konstruktivnih karakteristika njihovih sedišta. U ovom smislu posebno su značajne karakteristike krutosti i prigušenja sedišta. Sedište vozača autobusa, za razliku od sedišta putnika, poseduje sopstveni sistem elastičnog oslanjanja koji vozaču omogućuje komfornu i produženu vožnju. U savremenim autobusima sedišta putnika su kruto oslonjenja, a prigušenje vibracija obavlja se samo pomoću elastičnih jastuka na sedištima. Ako se ima u vidu da položaj sedišta putnika značajno utiče na intezitet 1. Uvod 3 vibracija, otvara se pitanje da li putnička sedišta sa istim konstruktivnim karakteristikama tj. istim karakteristikama krutosti i prigušenja obezbeđuju zadovoljavajući oscilatorni komfor za putnike autobusa bez obzira na položaj sedišta na kom se nalaze. Adekvatan odgovor na postavljeno pitanje moguć je ukoliko se analizira i utvrdi oscilatorni komfor putnika na svim sedištima u autobusu. Razmatranjem komfora svakog pojedinog korisnika mogle bi se definisati zone približno (jednakog) oscilatornog komfora u autobusu koje bi ukazale na ona sedišta koja imaju niži oscilatorni komfor. Na ta sedišta bi trebalo obratiti pažnju u cilju poboljšanja i ujednačenja oscilatorne udobnosti svih putnika u autobusu. U dosadašnjim radovima koji se bave problemima vertikalne dinamike autobusa većina sprovedenih analiza i istraživanja usmerena je na određivanje dejstva oscilacija na komfor i radnu sposobnost vozača (Blood i ostali, 2010; Eaton, 2003; Okunribido i ostali, 2007; Picu, 2009; Sekulić i Dedović, 2011). To je i razumljivo, budući da vozač autobusa najveći deo svog radnog vremena provede u vožnji. Manji broj istraživanja razmatra uticaj vibracija na oscilatorni komfor putnika, pri čemu su u tim istraživanjima uzeti u obzir putnici na karakterističnim mestima u autobusu (na primer, putnici u srednjem delu i na prednjem i zadnjem prepustu autobusa) (Diligenski i Demić, 2000; Diligenski i ostali, 2005; Seidel i ostali, 2008). Takve analize nisu dale potpune informacije neophodne za ujednačenje oscilatornog komfora svih korisnika autobusa i stoga treba da se prošire i upotpune. Zone približno (jednakog) oscilatornog komfora autobusa su novi pojam koji se definiše ovim radom, a njihovo određivanje u dosadašnjim istraživanjima nije sprovedeno. 1.2. Predmet i cilj istraživanja Predmet istraživanja doktorske disertacije je oscilatorni komfor svakog pojedinačnog korisnika autobusa, uzimajući u obzir položaj i kvalitet sedišta u autobusu. Primenom originalnog prostornog oscilatornog modela autobusa, metoda i postupaka za vrednovanje dejstva vibracija koje propisuje međunarodni standard ISO 2631 moguće je na jednoznačan i ponovljiv način proveriti oscilatorni komfor korisnika autobusa kada se on kreće različitim brzinama po realnim podlogama različitih tipova i stanja. 1. Uvod 4 Cilj istraživanja je da se definišu zone oscilatornog komfora korisnika u autobusu u realnim uslovima eksploatacije. Takođe, cilj isitraživanja je i da se odrede oscilatorne karakteristike sedišta korisnika, čiji je oscilatorni komfor u definisanim zonama ugrožen, koje bi omogućile poboljšanje njihove oscilatorne udobnosti. Dalje, cilj istraživanja je da se proveri da li bi sedišta sa oscilatornim parametrima koji omogućavaju bolji oscilatorni komfor, takođe omogućila da se postigne ujednačen nivo komfora za sve putnike, bez obzira na položaj sedišta na platformi autobusa. U skladu sa postavljenim predmetom i ciljem istraživanja ova doktorska disertacija zajedno sa uvodnim delom podeljena je na jedanaest poglavlja. U drugom poglavlju prikazani su rezultati istraživanja izloženosti vibracijma koje je sprovela Evropska fondacija za poboljšanje uslova života i rada (Eurofound, 2008). Navedeni su fiziološki uticaji vibracija, a posebna pažnja posvećena je percepciji vibracija, tj. opažanju komfora, kao i uticaju vibracija na bezbednost saobraćaja. U trećem delu dat je pregled standarda koji se koriste prilikom procene uticaja vibracija na telo čoveka. U četvrtom poglavlju izvršena je podela oscilatornih pobuda autobusa, a posebna pažnja posvećena je primarnoj oscilatornoj pobudi vozila - neravnost podloge. U petom delu predstavljena su dva orginalna oscilatorna modela vozila - ravanski i prostorni oscilatorni model. Modeli su izgrađeni u modulu Simulink i programskom paketu Matlab. U šestom poglavlju predstavljeni su programski paketi za analize dinamičkog ponašanja vozila, gde je posebna pažnja posvećena “multibody“ programskom paketu MSC.ADAMS i postupku modeliranja mehaničkih sistema u modulu ADAMS/View. U sedmom poglavlju definisan je opšti oscilatorni model kopnenih saobraćajnih sredstava za prevoz putnika (autobusa i šinskih vozila). U sedmom poglavlju definisan je i originalni prostorni oscilatorni model međugradskog autobusa IK 301. U osmom poglavlju izvršena je validacija oscilatornog modela uzimajući u obzir rezultate merenja vibracija u realnim uslovima eksploatacije autobusa. 1. Uvod 5 U devetom poglavlju, pomoću validiranog oscilatornog modela autobusa, obavljen je niz analiza sa ciljem da se definišu i odrede zone jednakog oscilatornog komfora u autobusu IK 301. U desetom poglavlju analizirana je mogućnost ujednačavanja oscilatorne udobnosti svih korisnika autobusa IK 301. Izvršena je analiza ponašanja modela sa izmenjenim parametrima sedešta i pokazano je da je moguće ujednačiti oscilatorni komfor na celoj platformi. Zaključak u okviru koga su istaknuti glavni rezultati istraživanja i naučni doprinos doktorske teze prikazani su u poglavlju jedanaest. 2. Dejstvo vibracija na telo čoveka 6 2. Dejstvo vibracija na telo čoveka Vibracije predstavljau oblik mehaničkog talasnog kretanja. Energija vibracije prenosi se na telo čoveka. Dejstvo vibracija ima za posledicu neželjene efekte (fiziološke i psihološke poremećaje) koji su naročito izraženi u slučajevima dužeg izlaganja. Negativni uticaji dejstva vibracija uočeni su još dvadesetih i tridesetih godina prošlog veka sa naglim razvojem industrijskih mašina i motornih vozila. U savremenim tehničko-tehnološkim uslovima danas u svetu desetina miliona radnika i korisnika transportnih sredstava izloženo je štetnom dejstvu vibracija. 2.1. Izloženost vibracijama Prema četvrtom po redu istraživanju radnih uslova u Evropi, koje je sprovela Evropska fondacija za poboljšanje uslova života i rada (Eurofound, 2008), u proseku svaki treći radnik u Evropi izložen je nekom vidu vibracija, a svaki četvrti izložen je vibracijama četvrtinu svog radnog vremena. U tabeli 2.1 dat je procenat radnika koji je izložen vibracijama za šest zemalja u Evropi i prosečno za sve zemlje Evropske Unije (EU) u zavisnosti od vremena izloženosti vibracijama. Rezultati istraživanja iz tabele 2.1 slični su sa rezutatima prethodna tri istraživanja koja su sprovedena 1996, 2000 i 2005. godine. Tabela 2.1. Procenat radnika izložen vibracijama u funkciji od vremena izloženosti prema četvrtom istraživanju Eurofound-a Izvor: European Agency for Safety and Health at Work, 2008. Pomenuto istraživanje Eurofound-a ne pravi razliku između vibracija celog tela i segmentnih vibracija (npr. ruke, noge). U (Bovenzi i Hulshof, 1998) se navodi da je prema procenama od 4% do 7% radne snage u zemljama EU izloženo štetnom dejstvu vibracija celog tela. Prema (Hulshof i ostali, 2002) šest miliona radnika izloženo je Vreme izloženosti vibracijama Belgija Nemačka Španija Francuska Poljska Finska EU-27 Svo radno vreme 5.70% 4.50% 4.60% 7.30% 10.10% 3.50% 5.50% Skoro svo radno vreme 2.70% 4.90% 10.00% 4.70% 4.30% 3.50% 5.00% 3/4 radnog vremena 2.00% 3.90% 3.30% 1.70% 3.40% 2.10% 2.80% 1/2 radnog vremena 1.80% 6.10% 3.80% 2.40% 4.80% 4.20% 4.00% 1/4 radnog vremena 6.50% 9.40% 5.20% 5.70% 8.70% 8.30% 7.00% Skoro nikada 13.10% 11.60% 10.70% 10.70% 11.00% 16.60% 11.10% Nikada 68.30% 59.60% 62.50% 67.50% 57.80% 61.90% 64.70% 2. Dejstvo vibracija na telo čoveka 7 dejstvu vibracija celog tela u sedećem položaju (vozači dostavnih vozila, rukovaoci viljuškara, piloti helikoptera i rukovaoci građevinskih mašina). Iz tabele 2.1 uočava se da je približno 24% svih radnika u zemaljama EU izloženo vibracijama na radnim mestima najmanje četvrtinu radnog vremena. Slika 2.1 pokazuje izloženost vibracijama po sektorima, prema istraživanju Eurofound-a iz 2008.godine. Uočava se da je najveći procenat izloženosti vibracijama u građevinarstvu (63% radnika), zatim proizvodnji i rudarstvu (44% radnika), poljoprivredi i ribarstvu (38%), proizvodnji električne energije, gasa i vode (34%) i transportu i komunikacijama (23%). Izvor: European Agency for Safety and Health at Work, 2008. Slika 2.1. Izloženost vibracijama prema sektorima ekonomske aktivnosti U naročito rizičnu grupu spadaju vozači građevinskih mašina, poljoprivednih mašina, vozači teških teretnih vozila i autobusa (Kompier, 1996; Whitelegg, 1995). U poređenju sa vozačima automobila, vozači teških teretnih vozila i autobusa izloženi su vibracijama većeg inteziteta tokom osmočasovnog radnog vremena. U cilju smanjenja negativnog uticaja vibracija i zaštite zdravlja na radnim mestima EU je juna 2002. godine usvojila direktivu 2002/44/EC1 1 Direktiva 2002/44/EC proizašla je iz Direktive 89/391/EEC. Direktiva 89/391/EEC doneta je 12. juna 1989. godine i definiše mere za poboljšanje bezbednosti i zdravlja radnika na radnim mestima. (direktiva o vibracijama). Direktiva 2002/44/EC ima za cilj uvođenje, na nivou EU, minimalnih uslova za zaštitu zdravlja 2. Dejstvo vibracija na telo čoveka 8 radnika koji su tokom radnog vremena izloženi rizicima oboljenja zbog dejstva vibracija na radnim mestima. Direktiva 2002/44/EC definiše pokazatelj izloženosti vibracijama A(8) (A(8)-dnevna izloženost vibracijama) čija vrednost ukazuje na potrebu preduzimanja odgovarajućih mera. Direktiva propisuje dva kriterijuma dnevne izloženosti vibracijama, dnevna upozoravajuća vrednost izloženosti (exposure action value) koja iznosi 0.5 m/s2 i dnevna granična vrednost izloženosti vibracijama (exposure limit value) koja iznosi 1.15 m/s2. Ako vrednost dnevne izloženosti vibracijama premašuje 0.5 m/s2, direktiva zahteva od poslodavaca preduzimanje organizacionih i/ili tehničkih mera u cilju smanjivanja ili otklanjanja rizika oboljenja od dejstva vibracija. Radnici na radnim mestima ne bi trebalo da budu izloženi vibracijama čija je vrednost dnevne izloženosti iznad 1.15 m/s2. Obavljenje radnih aktivnosti na kojima je vrednost dnevne izloženosti iznad 1.15 m/s2 se, prema direktivi, zabranjuje. U (Granlund, 2008) navodi se da vozači autobusa mogu biti izloženi vibracijama iznad 0.5 m/s2. U cilju što efikasnijeg umanjenja dejstva vibracija, EU je formirala upustvo “Vodič dobre prakse za vibracije koje se prenose na celo telo“. Cilj vodiča je da ubraza i olakša procenu rizika od izloženosti vibracijama celog tela, utvrđivanje mehanizama za smanjenje ili potpuno uklanjanje izloženosti vibracijama, kao i uvođenje sistema za sprečavanje nastanka i razvoj oštećenja zdravlja. Prilikom pripreme vodiča koristili su se podaci dva projekta koje je finansirala EU: Rizici zbog izloženosti vibracijama na radnim mestima (VIBRISKS - Risks of Occupational Vibration Exposures) i Istraživačka mreža usmerena na otkrivanje i sprečavanje oštećenja zdravlja zbog izloženosti vibracijama na radnim mestima (VINET - Research Network on Detection and Prevention of Injuries due to Occupational Vibration Exposures). 2.2. Podela i osnovne karakteristike vibracija Prema mestu dejstva, vibracije mogu da se podele na dve gupe: I) vibracije celog tela i II) lokalne, koje se odnose na vibracije pojedinih delova (segmenata) tela čoveka. 2. Dejstvo vibracija na telo čoveka 9 Vibracije celog tela javljaju se kada je telo u kontaktu sa površinom koja vibrira. Ovakve vibracije deluju na telo u različitim položajima (sedeći, stojeći ili ležeći). Na primer, putnici u motornom vozilu su izloženi dejstvu ovih vibracija. Vibracije se prenose na celo telo preko nogu putnika (kada putnik stoji), sedalnog dela kod putnika koji sedi ili cele površine tela kod putnika koji leži. U naročito rizičnu grupu koja je izložena dejstvu vibracija celog tela spadaju vozači građevinskih mašina (vozači buldožera, bagera, i sl.) i poljoprivednih mašina (npr. vozači traktora i kombajna) (EU Good Practice Guide WBV, 2008). Vibracija celog tela su posebno znajčajne u frekventnom opsegu od 1 Hz do 80 Hz. U ovom frekventnom opsegu nalaze se i glavne rezonantne tačke pojedinih organa i delova čovekovog tela (npr. glava, oči, stomak i kičma) (Ahn, 2010; Griffin, 1996). Nepoželjni uticaji dejstva ovih vibracija odnose se na pojavu niza zdravstvenih problema, među koijma su najkarakterističniji bolovi u leđima i u vratu. Vibracije celog tela u oblasti izrazito niskih frekvencija (ispod 0.5 Hz) izazivaju “morsku bolest“ (Hopcroft i Skinner, 2005). Pod lokalnim vibracijama se podrazumevaju vibracije koje se prenose na pojedine delove tela (ruke, noge, glavu i sl.). Kod ovog tipa vibracija najzastupljenije su vibracije ruku. Vibracije ruku se javljaju prilikom rada sa altima i oruđima koje se drže u ruci, kao što su pneumatski čekić, bušilice, brusilice, testere i sl. U rizičnu grupu spadaju radnici koji regularno ili povremeno koriste vibrirajuće alate, a čiji su poslovi vezani za građevinarstvo (npr. održavanje i izgradnju puteva), drvnu industriju, rudarstvo, metalnu industriju i dr (EU Good Practice Guide HAV, 2006). U motornom vozilu vibracije ruku se javljaju kod vozača usled kontakta pre svega sa upravljačem, ali i sa drugim komandama (npr. menjač). Lokalne vibracije su posebno interesantne u frekventnom opsegu od 8 do 1000 Hz i prouzrokuju oboljenja krvnih sudova, zglobova, kostiju i mišića, neurološke poremećaje i poremećaje centralnog nervnog sistema. Najpoznatiji štetni uticaj vibracija koje deluju na ruke poznat je kao Raynaud-ova bolest ili “beli prsti”, a nastaje usled oboljenja krvnih sudova prstiju šake. Istraživanja Medical Research Council-a tokom 1998/99 godine pokazuju da približno 288.000 ljudi u Velikoj Britaniji boluje od Raynaud-ovog 2. Dejstvo vibracija na telo čoveka 10 sindroma. Posledica ovoga je veliki broj izgubljenih radnih dana koji se kreće do 300.000 dana po godini (European Agency for Safety and Health at Work, 2008.). Treba istaći da vibracije celog tela deluju i na pojedine delove tela, ali isto tako i vibracije segmenata tela izazivaju vibracije celog tela. Uticaj vibracija na telo čoveka zavisi od mesta i pravca dejstva, frekvencije, jačine, vremena izlaganja vibracijama i tipa vibracija (harmonijske, slučajne i udarne). Uticaj kratkotrajnih udarnih vibracija opasniji po zdravlje čoveka u poređenju sa dejstvom slučajnih vibracija (Sandover, 1998). Na slici 2.2 prikazana su mesta delovanja vibracija na telo putnika i telo vozača u vozilu. Vibracije se prenose od poda vozila na noge putnika, na sedalni predeo preko sedišta i na leđa preko naslona za sedište. Na telo vozača deluju i vibracije koje se prenose od upravljača na ruke (slika 2.2(b)). Na telo putnika i vozača deluju i ugaone (obrtne) vibracije koje se prenose sa njihovih sedišta. Izvor: Standard ISO 2631, 1997; Dedović, 2004. Slika 2.2. Mesto prijema vibracija u vozilu za a) putnika i b) vozača U ovom radu će prilikom određivanja komfora putnika i vozača u obzir biti uzete translatorne vibracije koje deluju na celo telo, a koje se prenose preko njihovih sedišta. Ovakve vibracije imaju najveće intezitete, pa shodno tome i najveći negativni uticaj na njihova tela (Griffin, 2007). 2. Dejstvo vibracija na telo čoveka 11 2.3. Efekti dejstva vibracija na čoveka I pored velikog broja istraživanja u kojima su proučavani efekti dejstva vibracija na čoveka potpuno precizna uzročno-posledična veza nije utvrđena. Osnovni razlog za to je značajan broj faktora koji, osim vibracija, imaju uticaj na razmatrane efekte. Iznalaženje tačne uzročno-posledične veze se još više komplikuje ako se ima u vidu da pojedini faktori ne deluju nezavisno već u sadejstvu sa vibracijama. Uopšteno posmatrano, faktori se mogu podeliti na unutrašnje i spoljašnje. U unutrašnje faktore ubrajaju se ergonomski parametri čoveka (visina, masa tela i dr.), zatim položaj tela, pol i starost, fizička kondicija i sl. Pod spoljašnjim faktorima se podrazumevaju parametri mikroklime (vlažnost, temperatura, itd.), buka, oscilatorne karakteristike sedišta i sl. Bez obzira na prethodno rečeno, rezultati sprovedenih studija ukazuju da vibracije mogu da prouzrokuju određene poremećaje kako fizioloških tako i psiholoških funkcija čoveka. Fiziološki uticaji vibracija se odnose na promene fiziološkihog stanja čoveka. Kod psiholoških uticaja naročito je važan uticaj na kognitivne procese. Značajan uticaj vibracije imaju i na performanse praćenja i vidne funkcije. 2.3.1. Fiziološki uticaj vibracija Fiziološki uticaj vibracija se ogleda u mnogostrukim promenama fiziološkog stanja čovekovog organizma. One se odnose na biohemijske promene, organske promene koje su u vezi sa neurovegetativnim smetnjama i kardiovaskularnim oboljenjima, mišićno- koštani poremećaji i sl. Dejstvo vibracija izaziva biohemijske promene (hormonalne, mokraćna kiselina, nivoi enzima, gastrične sekrecije i dr). Utvrđeno je da su, iako prisutne, ove promene u okvirima normalnih fizioloških granica. Neurovegetativne reakcije su zapažene pri dejstvu vibracija niskih frekvencija i ogledaju se kao pojava vrtoglavice, mučnine i sl. Vibracije imaju takođe uticaj i na rad srca i krvni pritisak. U (Hedberg i ostali, 1991) navodi se da je u Švedskoj rizik za određene tipove kardiovaskularnih bolesti (npr. infarkt miokarda) više od tri puta veći za profesionalne vozače u odnosu na radnike koji nisu izloženi vibracijama. 2. Dejstvo vibracija na telo čoveka 12 Mišićno-koštani poremećaji kao što su povrede leđa i bolovi u leđima (posebno bol u donjem delu leđa ili lumbosakralni bol), deformacije intervertebralnog diskusa, oštećenja kičmenih pršljenova i osteoatritis su povezani sa dejstvom vibracija. Zaključci analize velikog broja epidemioloških istraživanja, koja su sprovedena u vremenskom periodu od 1986. do 1997. godine, jasno ukazuju na povećani rizik od oboljenja donjeg dela leđa radnika koji su izloženi vibracijama celog tela (Bovenzi i Hulshof, 1999). Kada je reč o segmentalnim vibracijama, konkretno o vibracijama ruku, vredi napomenuti dva dobro poznata fenomena, Rayand-ovu bolest i sindrom karpalnog tunela. Vibracije koje deluju na šaku i ruku mogu izazvati skupljanje krvnih sudova, što dalje rezultira u smanjenju dotoka krvi u šakama i prstima. Ovakav poremećaj nastaje usled duže upotrebe vibracionih alata i naziva se Rayand-ov fenomen ili vibracijski beli prst. Sindrom karpalnog tunela je specifičan poremećaj (karpalnog tunela), koji se javlja kao rezultat kompresije medijalnog nerva, koji prolazi kroz karpalni tunel u ručnom zglobu (EU Good Practice Guide HAV, 2006). Simptomi mogu biti utrnulost i ukočenost šake, kao i gubitak snage i spretnosti šake. 2.4. Percepcija vibracija Čovek je fiziološki i mehanički sistem koji sa okolinom komunicira preko čula. Na čula deluju različiti draži (stimulusi) iz spoljašnje sredine. Draži predstavljaju različite fizičke i hemijske energije. Delovanjem draži određene jačine javlja se opažanje (percepcija). Opažanje, odnosno percepcija se može definisati kao psihički proces kojim se postaje neposredno svestan predmeta i pojava iz okoline (Milošević, 1981). Izučavanje percepcije vibracija, bilo celog tela ili segmenta tela, značajno je iz više razloga. Pre svega, standardi za vrednovanje dejstva vibracija na telo čoveka i ruke se zasnivaju na percepciji jačine vibracija. Osim toga, percepcija apsolutnog praga vibracija koje deluju na ruke može biti jedan od pokazatelja pojave vibracione bolesti šake i ruke (Nakashima i Cheung, 2006). 2. Dejstvo vibracija na telo čoveka 13 2.4.1. Prag opažanja vibracija celog tela Različita čula osetljiva su na različite energije. Dva čovekova čula (čulo sluha i čulo dodira) osetljiva su na mehaničke oscilacije (vibracije). Da bi čula reagovala na nadražaj, odnosno, fizičku energiju, potrebno je da nadražaj ima odgovarajuću jačinu. Na suviše slabe nadražaje čula ne reaguju. Najmanja jačina fizičkog nadražaja koja može da izazove čulni doživljaj naziva se apsolutni prag nadražaja. Apsolutni prag nadražaja zavisi od same prirode nadražaja i stanja organizma. Za apsolutni prag nadražaja uzima se, najčešće, ona veličina koja se opaža u polovini slučajeva. Kada je reč o mehaničkim vibracijama, apsolutni prag nadražaja se može analizirati i odrediti u odnosu na različite pravce dejstva vibracija, različite frekvencije vibracija, kao i za različite položaje tela (stojeći, sedeći ili ležeći). U standardu ISO 2631 definisani su pragovi opažanja za vibracije koje deluju u pravcu x, y i z-ose za frekventni opseg od 1 Hz do 80 Hz i to za vibracije celog tela. Pomenuti pragovi opažanja predstavljeni su na slici 2.3 (Bellman, 2005). Tačkastom linijom dat je prag opažanja za kombinovane vibracije (vibracije koje istovremeno deluju u više pravaca). Izvor: Bellman, 2005. Slika 2.3. Pragovi opažanja vibracija za horizontalni, vertikalni i kombinovani pravac dejstva prema standardu ISO 2631 Prema slici 2.3, prag opažanja za horizontalne vibracije (x,y-pravac) je konstantan za frekventi opseg od 0.1 Hz do 2 Hz i iznosi 0.0036 m/s2. Na frekvencijama iznad 2 Hz 2. Dejstvo vibracija na telo čoveka 14 prag opažanja raste i to približno 6 dB po oktavi. Najniži prag opažanja za vertikalne vibracije (z-pravac) je u frekventom opsegu od 4 Hz do 8 Hz. Sa porastom frekvencije, za vibracije manje od 4 Hz, prag opažanja opada za 6 dB po oktavi. Obrnut je slučaj za vibracije iznad 8 Hz. Sa slike 2.3 se uočava i da je, iznad 3 Hz, prag opažanja za vertikalne vibracije niži u odnosu na horizontalne vibracije. Osim onih definisanih u pomenutom standardu, pragove opažanja vibracija su merili i drugi istraživači - Reiher i Mesiter, Miwa, McKay, Benson i Dilnot, Parsons i Griffin (Bellman, 2005). Na slici 2.4(a) predstavljeni su pragovi opažanja navedenih autora za vertikalne harmonijske vibracije celog tela u frekventnom opsegu od 5 Hz do 80 Hz. Sa slike se jasno uočava da se pragovi opažanja razlikuju. Razlike u vrednostima pragova, prema (Bellman, 2005), potiču od različitih psihofizičkih metoda koričćenih za utvrđivanje pragova, nejednakog vremena trajanja stimulusa pri utvrđivanju praga i dr. Zbog toga što su tela ljudi različito osetljiva na vibracije, postoji značajna razlika u pragu opažanja vibracija. Na slici 2.4(b) su navedeni rezultati istraživanja pragova opažanja vertikalnih harmonijskih vibracija za 17 subjekata u sedećem položaju. Značajna razlika u pragovima je naročito izražena na višim frekvencijama (Bellman, 2005). Izvor: Bellman, 2005. Slika 2.4. Pragovi opažanja vertikalnih vibracija celog tela a) prema različitim izvorima i b) za 17 subjekata 2.4.2. Opažanje komfora Za potpunije razumevanje uticaja vibracija na čoveka, osim navedenih faktora, potrebno je uzeti u obzir i tip vibracija. Razlikuju se harmonijske, poliharmonijske i stohastičke 2. Dejstvo vibracija na telo čoveka 15 (slučajne) vibracije. Ove vibracije se značajno razlikuju po spektralnom sastavu, odnosno po frekvencijama i jačinama harmonijskih komponenata koje ulaze u njihov sastav. Telo čoveka je u najvećem broju slučajeva izloženo dejstvu stohastičkih vibracija. U (Demić i ostali, 2002) određene su krive jednakog opažanja komfora za slučaj stohastičke pobude u vertikalnom pravcu za frekventni opseg od 0.63 Hz do 16 Hz. Ispitivanje je obavljeno na 30 ispitanika. Vreme izlaganja ispitanika vibracijama bilo je 75 sekundi, a od ispitanika se zahtevalo da procene nivo vibracija kojima mogu biti izloženi 2.5 h, 4 h i 8 h, a da im se ne ugrozi komfor. Za pobudni signal određene su rms vrednosti ubrzanja za svaku centralnu frekvenciju tercnih opsega za pomenuti frekventni opseg. Na slici 2.5(a) date su osrednjene linije jednakog opažanja komfora ispitanika za vremena izlaganja od 2.5 h, 4 h i 8 h. Uočava se da su, za pobudni stohastički signal u vertikalnom pravcu, ispitanici najviše osetljivi na niske frekvencije (ispod 1 Hz), a da su najmanje osetljivi na frekvencije iznad 5 Hz. Na slici 2.5(b) uporedno su prikazane krive jednakog opažanja komfora za slučajnu pobudu u vertikalnom pravcu prema istraživanju (Demić i ostali, 2002) i za harmonijsku pobudu u vertikalnom pravcu prema ISO 2631 (1985), za vreme izlaganja od 2.5 h. Na slici 2.5(b), takođe, su date krive jednakog opažanja komfora za slučajnu pobudu (Donnati, Demić i Leatherwood) i za harmonijsku pobudu (ostali autori). Izvor: Demić i ostali, 2002. Slika 2.5. Krive jednakog opažanja komfora za a) stohastičku pobudu u vertikalnom pravcu i b) stohastičku i harmonijsku pobudu u vertikalnom pravcu 2. Dejstvo vibracija na telo čoveka 16 U tabeli 2.2 su prikazana opažanja komfora putnika javnog gradskog prevoza za različite jačine vibracija prema standardu ISO 2631 (1997), utvrđena laboratorijskim ispitivanjima. Očigledno je da se sa povećanjem jačine vibracija komfor putnika smanjuje (Marjanen i Nevala, 2003). Tabela 2.2. Opažanje komfora putnika pema ISO 2631 (1997) Izvor: Standard ISO 2631, 1997. Istraživanje (Hassan i McManus, 2001) je pokazalo da su profesionalni vozači manje osetljivi na jačine vibracije iz tabele 2.2. Kao objašnjenje navode se dva razloga. Prvo, vozači opažaju prepreke na putu i pripremljeni su za poremećaje koji dopiru do njihovih tela (prigušena su pomeranja unutrašnjih organa povećanjem mišićnog tonusa). Drugo, upravljač omogućava vozaču da umiri ugaona pomeranja oko poprečne ose i translatorna pomeranja (napred-nazad) tela. U (Granlund, 2008) navodi se da opažanju komfora putnika u realnim uslovima vožnje odgovaraju veći inteziteti vibracija u odnosu na opažanje istog nivoa komfora u laboratorijskim ispitivanja. Ovo se objašnjava prisustvom brojnih stimulansa koji u realnim uslovima vožnje utiču na pažjnu putnika. 2.5. Uticaj vibracija na komfor i bezbednost saobraćaja Iako uticaj vibracija, koje deluju u radnom okruženju vozača, na pojavu saobraćajne nezgode nije naučno potvrđen, postoje pokušaji da se elementi koji posreduju u toj vezi sagledaju i objasne. Sredinom sedamdesetih godina u SAD sprovedno je opširno petogodišnje istraživanje pod nazivom “Oscilatorni komfor komercijalnih motornih vozila i uticaj vibracija na Jačina vibracija [m/s2] Opažanje komfora < 0.315 komforno 0.315 - 0.63 malo neudobno 0.5 - 1.0 prilično neudobno 0.8 - 1.6 neudobno 1.25 - 2.5 vrlo neudobno > 2.0 izrazito neudobno 2. Dejstvo vibracija na telo čoveka 17 vozačeve performanse“ sa ciljem da se utvrdi uticaj vibracija na zdravlje vozača i bezbednost saobraćaja. Rezultati istraživanja sumirani su u izveštaju “Vibracije kabine teretnih vozila i bezbednost na autoputevima“ (Campbell i ostali, 1982). Utvrđeno je da postoji korelacija između vibracija kabine vozača teretnog vozila i bezbednosti saobraćaja. U izveštaju se navodi da vibracije treba otkloniti efikasnim održavanjem puteva. Takođe, u izveštaju se zaključuje da ako se nastavi dalje pogoršanje stanja putne mreže, rezultat će biti ugroženo zdravlje vozača i pogoršanje bezbednosti saobraćaja usled dejstva vibracija. Izvor: Campbell i ostali, 1982. Slika 2.6. Primarni elementi vibracija i mogućnost nastanka saobraćajne nezgode Na slici 2.6 prikazani su primarni elementi koji čine vezu između vibracija teretnih vozila i bezbednosti saobraćaja. Fiziološki uticaji (kardoivaskularne bolesti) i psihološki efekti (stres) zbog dejstva vibracija koje se navode u (Campbell i ostali, 1982) su u skladu sa rezultatima istraživanja (Hedberg i ostali, 1991). U (Hedberg i ostali, 1991) navodi se da vibracije utiču na mortalitet usled ishemijske bolesti srca i da utiču na povećanje nivoa hormona stresa kod čoveka. Istraživanje (Ihs i ostali, 2002) sprovedeno u Švedskoj ukazuje na pozitivnu korelaciju između neravnosti kolovoza (tj. oscilatornog komfora) i broja saobraćajnih nezgoda (rizik učešća u saobraćajnoj nezgodi), slika 2.7. Na putevima sa lošom podlogom, kod 2. Dejstvo vibracija na telo čoveka 18 kojih je Međunarodni indeks neravnina (International Roughness Index - IRI) veći od 3 mm/m, stopa saobraćajnih nezgoda je za 50% veća nego na putevima sa dobrom podlogom (IRI manji od 0.9 mm/m). U (Ihs i ostali, 2002) navodi se da je za izrazito loše podloge (IRI veći od 10 mm/m) stopa saobraćajnih nezgoda veća nego što to pokazuje linearna zavisnost na slici 2.7. Izvor: Ihs i ostali, 2002. Slika 2.7. Zavisnost stope saobraćajnih nezgoda u funkciji od kvaliteta kolovoza Sa slike 2.7 se uočava da je, zbog smanjenog koeficijenta prijanjanja i smanjene vidljivosti na putevima, stopa saobraćajnih nezgoda na putevima veća u zimskom nego u letnjem periodu (Ihs i ostali, 2002). 3. Vrednovanje dejstva vibracija i preventivne mere 19 3. Vrednovanje dejstva vibracija i preventivne mere Dejstvo vibracija ima negativan uticaj na čoveka. Najopštije posmatrano, negativan uticaj vibracija se ispoljava kroz uticaj na smanjenje komfora, radne sposobnosti i ugrožavanja zdravlja. Sprečavanje ili ublažavanje negativnih uticaja vibracija moguće je postići primenom adekvatnih mera. Ali pre toga, potrebno je sprovesti odgovarajuća merenja kako bi se odredio i kvantifikovao nivo izloženosti vibracijama. Postupak i metod merenja dejstva vibracija propisuju različiti standardi - ISO 26312, BS 68413, VDI 2057-1, DIN 41504, ANSI S3.185, AS 2670.16 3.1. Standard BS 6841 . U ovom delu u kratkim crtama biće izložen postupak i veličine za vrednovanje dejstva vibracija na komfor čoveka tri često korišćena standarda BS 6841, VDI 2057 i ISO 2631. Među najpoznatijima i najčešće korišćenim standardima je međunarodni standard ISO 2631, pa će više pažnje u ovom delu biti posvećeno ovom standardu. Ovaj standard je predstavljao i osnovu za nastanak ostalih standarda. U ovom radu komfor korisnika autobusa je određen prema postupku i veličinama koji su propisani u standardu ISO 2631. BS 6841 - Measurement and evaluation of human exposure to whole-body mechanical vibration and repeated shock je Britanski standard. Uticaj vibracija na percepciju, komfor i zdravlje standard razmatra u frekventnom opsegu od 0.5 Hz do 80 Hz. Osnovna veličina za kvantifikovanje vibracija i procenu uticaja na telo čoveka je ukupna srednja efektivna vrednost (rms) vrednovanog ubrzanja, izraz [3.1]. 2/12 , 2 , 2 , )( wrmswrmswrmsv zyxa  ++= [3.1] 2 Internacinalna organizacija za standardizaciju (ISO) je objavila ovaj standard 1974 godine. Od tog vremena do danas standard je, u skladu sa kritikama, pretrpeo ozbiljne revizije, ali je koncepcija standarda ostala ista; 3 BS 6841 je Britanski standard; 4 VDI 2057-1, DIN 4150 su Nemački standardi; 5 ANSI S3.18 je Američki nacionali standard; 6 AS 2670.1 je Australijski standard; 3. Vrednovanje dejstva vibracija i preventivne mere 20 gde je: va - ukupna vrednost srednjeg efektivnog ubrzanja na mestima prijema vibracija (m/s 2); wrmswrmswrms zyx ,,, ,,  - srednja efektivna vrednost vrednovanog ubrzanja za pravce x, y, z osa (m/s2); Srednje efektivne vrednosti vrednovanog ubrzanja za pravce x, y i z-osa, određuju su prema izrazima [3.2], [3.3] i [3.4]. ∑ = = N i wwrms i x N x 1 2 , 1  [3.2] ∑ = = N i wwrms i y N y 1 2 , 1  [3.3] ∑ = = N i wwrms i z N z 1 2 , 1  [3.4] gde je: wrmswrmswrms zyx ,,, ,,  - srednje efektivne vrednosti vrednovanog ubrzanja za pravce x, y i z osa na mestima korisnika (m/s2); iii www zyx  ,, - i-ti uzorak vrednovanih ubrzanja korisnika za pravce x, y i z osa (m/s2); N - broj uzoraka signala vrednovanih ubrzanja; Vrednovani signali ubrzanja dobijaju se propuštanjem signala ubrzanja kroz odgovarajuće filtere. Karakteristike filtera zavise od pravca i mesta dejstva vibracija i efekta vibracija (zdravlje, aktivnosti, komfor, percepcija i morska bolest) koji se procenjuje na telo čoveka. Na primer, za procenu uticaja vibracija, koje se prenose sa sedišta na telo čoveka, na komfor koristi se filter Wd (za pravce x i y-osa) i filter Wb (za pravac z-ose) . Standard ISO 2631 (1997) umesto filtera Wb koristi filter Wk (slika 3.1). 3. Vrednovanje dejstva vibracija i preventivne mere 21 Izvor: Els, 2005. Slika 3.1. Filteri za vrednovanje vertikalnih ubrzanja vibracija za telo čoveka u sedećem položaju, prema BS 6841 i ISO 2631 (1997) 3.2. Standard VDI 2057 VDI7 faK ZZ ⋅⋅=10 2057-1 Human exposure to mechanical vibrations - Whole-body vibration je Nemački standard kojeg je 1963. godine objavilo društvo Nemačkih Inženjera. Standarad VDI 2057 razmatra uticaj vibracija na percepciju, komfor i zdravlje u frekventnom opsegu od 1 Hz do 80 Hz. Standard definiše veličinu indeks oscilatornog komfora-K čija se proračunata vrednost poredi sa subjektivnim ocenama komfora. U standardu VDI 2057 od 1979. godine počinju da se primenjuje i koncept krivih jednakog zamaranja za vrednovanje dejstva vibracija iz standarda ISO 2631 (1978). Signal ubrzanja se prevodi u frekventi domen pomoću brze Furijeove transformacije (FFT), proračunavaju se rms vrednosti ubrzanja za svaku centralnu frekvenciju tercnih opsega. Zatim se ubrzanje vrednuje težinskim faktorima za svaki tercni opseg i proračunavaju se vrednosti indeksa K. Za proračun vrednosti indeksa oscilatornog komfora - K, za npr. z-osu, koriste se izrazi [3.5], [3.6] i [3.7]. za ][41 Hzf ≤≤ [3.5] 7 VDI (Verein Deutscher Ingenieure) 3. Vrednovanje dejstva vibracija i preventivne mere 22 ZZ aK ⋅= 20 za ][84 Hzf ≤≤ [3.6] faK ZZ ⋅⋅=160 za ][808 Hzf ≤≤ [3.7] Prorčunate vrednosti za Kz se zatim ucrtavaju u dijagrame za određivanje dozvoljenog vremena izlaganja vibracijama koje deluju u vertikalnom pravcu. Dijagrami sa krivama jednakog zamaranja iz standarda VDI 2057 slični su dijagramima iz standrada ISO 2631 (1985). 3.3. Standard ISO 2631 Međunarodni standard ISO 2631 Mechanical vibration and shock - Evaluation of human exposure to whole-body vibration propisuje metode za merenje, kvantifikovanje i vrednovanje dejstva vibracija na telo čoveka. Za analizu uticaja dejstva vibracija koriste se dve verzije ovog standarda, ISO 2631 (1997) i ISO 2631 (1985). Standard ISO 2631 (1997) definiše metode za kvantifikovanje vibracija celog tela čoveka i procenu dejstva vibracija na zdravlje, komfor, percepciju i pojavu morske bolesti kod čoveka. Standard ISO 2631 (1985) propisuje dozvoljeno vreme izlaganja korisnika vibracijama sa aspekta ugroženog komfora, ugrožene radne sposobnosti i ugroženog zdravlja. Za procenu dozvoljenog vremena izlaganja koriste se dijagrami sa krivama jednakog zamaranja. U novijoj verziji standarda ISO 2631 (1997) predstavljeni su novi pristupi za ocenu uticaja vibracija na komfor i zdravlje čoveka. Naime, koncept krivih jednakog zamaranja u novijem standardu se više ne koristi, a uvedni su kriterijumi za procenu uticaja vibracija na komfor. Novija istraživanja pokazala su da uticaj vibracija na komfor ne zavisi od vremena izlaganja vibracijama, naročito pri kratkim vremenskim intervalima izlaganja (Internacinalna organizacija za standardizaciju, 1997). Takođe, u standardu ISO 2631 (1997) ne analizira se uticaj vibracija na radnu sposobnost, definišu se novi težinski koeficijenti (tj. filteri) za vrednovanje ubrzanja 3. Vrednovanje dejstva vibracija i preventivne mere 23 (npr. za vrednovanje vertikalnih ubrzanja na sedištu, standard ISO 2631 (1997) koristi filter Wk, a standard ISO 2631 (1985) filter Wz) i dr. 3.3.1. Kvantifikovanje vibracija i vrednovanje dejstva vibracija na komfor prema Standardu ISO 2631 (1997) Slično standardu BS 6841, standard ISO 2631 (1997) propisuje ukupnu vrednost srednjih efektivnih vrednovanih ubrzanja kao osnovnu veličinu za procenu uticija vibracija na komfor, izraz [3.8]. 2/12 , 2 , 2 , ))()()(( wrmszwrmsywrmsxv zkykxka  ⋅+⋅+⋅= [3.8] gde je: va - ukupna vrednost srednjeg efektivnog ubrzanja na sedištu (m/s 2); wrmswrmswrms zyx ,,, ,,  - srednja efektivna vrednost vrednovanog ubrzanja za pravce x, y i z osa (m/s2) (određuju se prema izrazima [3.2], [3.3] i [3.4]); zyx kkk ,, - množeći faktori za rms vrednosti vrednovanih ubrzanja za pravce x, y i z osa; Vrednosti faktora kx, ky i kz za procenu uticaja vibracija na komfor, jednaki su jedinici (ISO 2631, 1997). Telo čoveka nije podjednako osetljivo na vibracije istih amplituda, a različitih frekvencija. Zbog toga standarad ISO 2631 preporučuje upotebu filtra za vrednovanje ubrzanja. Za ocenu uticaja vibracija na komfor, radnu sposobnost i zdravlje za vibracije koje se preko sedišta prenose na telo korisnika koriste se filtri Wk i Wd (slika 3.2). Filter Wk koristi se za vrednovanje ubrzanja u vertikalnom pravcu, a filter Wd za vrenovanje horizontalnih ubrzanja (ubrzanja za pravce x i y-osa). Na slici 3.2 je, takođe, prikazan filter Wf za vrednovanje vertikalnih ubrzanja korisnika na sedištima za slučajeve pobuda niskih frekvencija, odnosno za ocenu uticaja vibracija na pojavu morske bolesti kod korisnika. Funkcije kojima su opisani filteri Wk i Wd dati su u (Standard ISO 2631, 1997). Na osnovu analitičkih izraza iz Standarda ISO 2631 (1997) u ovom radu su 3. Vrednovanje dejstva vibracija i preventivne mere 24 definisani potprogrami za vrednovanje ubrzanja koja se sa sedište prenose na tela korisnika autobusa u programskom paketu Matlab (prilog4). Izvor: Standard ISO 2631, 1997. Slika 3.2. Filteri za vrednovanje horizontalnih i vertikalnih ubrzanja, prema ISO 2631 (1997) Navedeni filteri za vrednovanje, u suštini, odslikavaju osetljivost čovekovog tela na vibracije u zavisnosti od frekvencija. Na primer, telo čoveka je najosetljivije na vertikalna ubrzanja u frekventnom opsegu od 4 Hz do 8 Hz. Izvan tog opsega osetljivost opada i to sa smanjivanjem frekvencije ispod 4 Hz i sa povećavanjem frekvencija iznad 8 Hz. Shodno tome moduo prenosne funkcije filtera Wk za frekvencije od 4 Hz do 8 Hz jednak je jedinici, odnosno 0 dB (slika 3.2). Standard ISO 2631 (1997) propisuje kriterijume udobnosti u sredstvima javnog prevoza (tabela 2.2). U ovom radu procena komfora korisnika obavljena je prema kriterijumima iz tabele 2.2. 3.3.2. Kvantifikovanje vibracija i vrednovanje dejstva vibracija na komfor prema Standardu ISO 2631 (1985) Standard 2631 (1985) propisuje krive jednakog zamaranja za određivanje dozvoljenog vremena izlaganja u odnosu na kriterijume ugroženog komfora, ugrožene radne sposobnosti i ugroženog zdravlja. Na (slici 3.3) prikazane su krive jednakog zamaranja za kriterijum ugrožene radne sposobnosti za vibracije koje deluju u vertikalnom pravcu 3. Vrednovanje dejstva vibracija i preventivne mere 25 (duž z-ose) i horizontalnom pravcu (duž x i y-osa). Krive za vrednovanje komfora i zdravlja imaju isti oblik, ali su niže za 10 dB, odnosno više za 6 dB u odnosu na krive za radnu sposobnost (slika 3.4). Izvor: Standard ISO 2631, 1985. Slika 3.3. Krive za vrednovanje dejstva vibracija a) u vertikalnom pravcu i b) u horizontalnom pravcu Izvor: Griffin, 1978. Slika 3.4. Linije jednakog zamaranja za komfor, radnu sposobnost i zdravlje, prema ISO 2631 (1985) 3. Vrednovanje dejstva vibracija i preventivne mere 26 Da bi se odredilo dozvoljeno vreme izlaganja potrebno je za svaki tercni opseg, za frekventni interval od 0.5 Hz do 80 Hz, odrediti rms vrednost signala ubrzanja. Širine tercnih intervala if∆ za centralne frekvencije if računaju se prema izrazu [3.9] LiRii fff −=∆ [3.9] gde je: −Lif leva granica tercnog opsega za centralnu frekvneciju if (Hz) i −Rif desna granica tercnog opsega za centralnu frekvenciju if (Hz); Leva i desna granica tercnih opsega određuju se prema izrazima [3.10] i [3.11] iLi ff ⋅= 89.0 [3.10] iLiRi fff ⋅=⋅= 12.126.1 [3.11] RMS vrednosti ubrzanja se vrednuju faktorima vrednovanja Wi, izraz [3.12]. Vrednosti faktora Wi za centralne frekvencije, za vertikalne i horizontalne vibracije, date su u (ISO 2631, 1985). irmsiwi aWa ⋅= [3.12] gde je: wia - vrednovana rms ubrzanja za centralne frekvencije tercnih opsega (m/s2); iW - faktori vrednovanja za pojedine tercne opsege (-) i irms a - rms vrednosti ubrzanja za pojedine tercne opsege (m/s2). Vrednovane rms vrednosti ubrzanja wia ucrtavju se u dijagrame za svaku centralnu frekvenciju fi. Najveća vrednost ubrzanja u dijagramu definiše dozvoljeno vreme izlaganja vibracijama. 3. Vrednovanje dejstva vibracija i preventivne mere 27 Na slici 3.5 uporedno su prikazani filteri Wk, Wz i Wb za vrednovanje vertikalnih ubrzanja na sedištu prema standardima ISO 2631 (1997), ISO 2631 (1985) i BS 6841 (1987). Izvor: Griffin, 2002. Slika 3.5. Filteri za vrednovanje vertikalnih ubrzanja, prema ISO 2631 (1997), ISO 2631 (1985) i BS 6841 (1987) 3.4. Preventivne mere za smanjenje dejstva vibracija na telo čoveka Preventivne mere za smanjenje negativnih uticaja dejstva vibracija se, u najopštijem slučaju, mogu podeliti u tri grupe: mere koje deluju na samom izvoru nastanka vibracija, mere koje deluju na “putevima“ prenosa vibracija od izvora do prijemnika (tela čoveka) i mere koje deluju na mestu prijema vibracija. Najefikasniji način kontrole vibracija postiže se pomoću mera koje deluju na sam izvor nastanka vibracija. Međutim, ovakve mere nekada nije moguće sprovesti. U tom slučaju primenjuju se mere iz druge grupe. Ublažavanje dejstva vibracija ove mere postižu gušenjem vibratorne energije i izolacijom vibracija. Treća grupa mera se primenjuje onda kada mera iz prve dve grupe ne daje željene efekte. Karakteristične mere iz ove grupe su mere lične zaštite (antivibracione cipele i antivibracione rukavice) (Veličković, 1990.). Smanjenje negativnih uticaja dejstva vibracija na korisnike vozila u drumskom transportu (vozači i putnici) moguće je postići pomoću niza mera. One se mogu posmatrati u odnosu na gore navedene grupe mera. 3. Vrednovanje dejstva vibracija i preventivne mere 28 Osnovni i primarni izvor vibracija motornog vozila su neravnosti kolovoza. Njihovo dejstvo se značajno može umanjiti građevinskim merama. Međutim, ma koja se tehnologija pri tome koristila ne može se napraviti idelano ravan kolovoz, tako da su neravnine kolovoza kao izvor vibracija uvek prisutne. Vibracije se od kolovoza preko pneumatika vozila, sistema oslanjanja vozila, poda i sedišta prenose na tela korisnika u vozilu. Navedeni elementi vozila predstavljaju mesta na kojima se može delovati u procesu prenosa vibracija od kolovoza do tela korisnika. Istraživanja pokazuju da tip pneumatika, kao i vrednost pritiska vazduha u pneumaticima utiču na ubrzanja (jačinu) vibracija na sedištima, a time i na komfor korisnika (Boileau, 1995). Značajno smanjenje uticaja vibracija može se postići pomoću poluaktivnih i aktivnih sistema oslanjanja vozila (Uys i ostali, 2007). Ovakvi sistemi mogu da se primene i na sedišta korisnika, ali su komplikovani i skupi. Smanjivanje inteziteta vibracija na sedištima korisnika u vozilu može da se postigne i jednostavnije, kao na primer pravilnim izborom oscilatornih parametara sedišta. Direktni kontakt sa sedištem korisnik ostvaruje preko jastuka sedišta. Izborom jastuka sedišta odgovarajućih oscilatornih karakteristika se, takođe, može uticati na smanjenje jačine vibracija. Mogućnost poboljšanja komfora korisnika autobusa izborom odgovarajućih oscilatornih parametara sedišta biće proverena u ovoj disertaciji. U treću grupu mera spaduju one koje se tiču korisnika vozila. Za razliku od ostalih, ove mere spadaju u grupu ne tako skupih i relativno lako sprovodljivih mera. Poznato je da osim jačine vibracija i vreme izlaganja utiče na njihov efekat. U tom kontekstu odgovarajući rad po smenama i pauze za vreme rada mogu biti efikasni u umanjivanju negativnog dejstva vibracija na radnike. Osim toga, studije pokazuju da su ponašanje i veštine vozača (npr. izbor brzine kretanja vozila, držanje (položaj) tela za vreme vožnje, podešavanje sedišta, fizička kondicija i dr.) faktori koji imaju uticaj na dejstvo vibracija (Tiemessen, 2007; Nelson i Brereton, 2005). Stoga dobro osmišljeni treninzi, informativni i edukativni programi mogu dati odgovarajuće rezultate. 4. Oscilatorne pobude vozila 29 4. Oscilatorne pobude vozila Oscilatorno kretanje vozila se tokom vožnje pobuđuje iz više izvora. Ti izvori se mogu svrstati u dve grupe, unutrašanje i spoljašnje izvore. U unutrašnje izvore spadaju pogonski agregat, transmisija, točkovi i pneumatik vozila. U spoljene izvore spadaju makro i mikro neravnosti puta i aerodinamičke sile. Značajan izvor oscilacija kod vozila čine motori sa unutrašnjim sagorevanjem, posebno klipni, zbog neuravnoteženosti sila i momenata. Transmisija učestvuje u stvaranju i prenošenju torzionih pobuda. Ove pobude mogu da generišu i dodatne vibracije, npr. podužno (napred - nazad) oscilovanje celog vozila. Pobuda od točkova i pneumatika javlja se usled nehomogenosti točkova i pneumatika, ekscentričnosti točka i neuravnoteženosti točkova. Dominantna pobuda oscilatornog kretanja vozila potiče od neravnosti kolovoza. 4.1. Neravnost kolovoza Put se može indetifikovati na osnovu njegove prostorne geometrije (makroreljefa) i mikroreljefa. Mikroreljef čine mikroneravnine puta. Na slici 4.1 prikazan je mikroreljef površine puta sačinjen od podužnih i poprečnih mikroneravnina. U literaturi (Shahin, 2005) se često koriste i termini podužni i poprečni profil, odnosno podužna i poprečna neravnost kolovoza. Izvor: Sayers, 1998. Slika 4.1. Podužna i poprečna neravnost kolovoza 4. Oscilatorne pobude vozila 30 Podužna neravnost se definiše kao devijacije površine kolovoza u podužnom pravcu koje imaju uticaj na dinamičko ponašanje vozila, oscilatornu udobnost i opterećenje kolovozne konstrukcije (Shahin, 2005). Neravnost kolovoza izazivaju raznovrsni i brojni faktori, kao na primer opterećenje od saobraćaja, uticaj spoljašnje sredine, nedostaci pri projektovanju kolovozne konstrukcije (npr. nedovoljna debljina pojedinih slojeva), nedostaci pri građenju (npr. nepravilan izbor materijala za izradu pojedinih slojeva), nedovoljno i neblagovremeno održavanje i dr. Podužna neravnost kolovoza se može posmatrati kao slučajna funkcija sastavljena od velikog broja amplituda i frekvencija, odnosno talasnih dužina neravnosti. Neravnosti kratkih talasnih dužina, najčešće, potiču od deformacija kolovoznog zastora (npr. ulegnuća i pukotine kolovoza). Ovakve deformacije utiču na dinamički osovinski pritisak vozila (naročito teških vozila) i nepovoljno deluju na bezbednost kretanja vozila i njegovu konstrukciju. Sa druge strane, izražene promene dinamičkog osovinskog pritiska prouzrokuju opterećenje kolovozne konstrukcije i dalja oštećenja kolovoza. Neravnosti velikih talasnih dužina su obično prouzrokovane uticajem spoljašnjih faktora (npr. smrzavanje i odmrzavanje tla), kao i deformacijima kolovoznih slojeva ispod kolovoznog zastora. Istraživanja (Gillespie i Sayers, 1985) su pokazla da je neravnost kolovoza povezana sa značajnim troškovima za korisnike puteva (npr. troškovi usled povećane potrošnje goriva, istrošenosti pneumatika, oštećenja prevožene robe, zamena delova i popravka vozila). Osim toga, neravnost kolovoza utiče i na broj saobraćajnih nezgoda, bezbednost i udobnost vožnje, brzinu kretanja vozila, propusnu moć (kapacitet) puta i sl. Karakteristike jednog mikroprofila puta mogu biti sagledane u vremenskom, amplitudnom i frekventnom domenu (Demić, 2006). Vremenski domen podrazumeva izračunavenje različitih srednjih vrednosti (npr. klasična srednja vrednost, srednja efektivna vrednost, srednja apsolutna vrednost, autkorelaciona funkcija). Amplitudni domen se odnosi na izračunavanje verovatnoće pojavljivanja amplituda mikroprofila puta u određenom intervalu. U okviru frekventnog domena, koji je zasnovan na Furijeovoj transformaciji, spektralna gustina snage neravnosti kolovoza ima najširu primenu i predstavlja osnovu za izračunavanje karakteristika mikroprofila puta. 4. Oscilatorne pobude vozila 31 4.2. Spektralna gustina snage neravnosti mikroprofila kolovoza Spektralna gustina snage nervnina kolovoza predstavlja snagu signala neravnina raspodeljenu na putne frekvencije (talasne dužine neravnosti). Spektralne gustinu neravnosti definisalo je više autora, a kao osnova za nekoliko standarda prihvaćen je model H.Brauna-a, izraz [4.1], w−⋅Φ=Φ )/()()( 00 ννννξ [4.1] gde je: ν - putna frekvencija (m-1), 0ν - reperna vrednost putne frekvencije (m -1), )( 0νξΦ - spektralna gustina neravnosti za vrednost 0ν (cm 3) i w - talasni broj koji nosi informaciju o dužini neravnosti (-). Na slici 4.2 prikazane su spektralne gustine snage neravnosti za različite vrste puteve (Dedović, 2004). Zajednička karakteristika svih puteva je da višim vrednostima neravnina odgovaraju niže putne frekvencije (veće talasne dužine neravnina). Izvor: Dedović, 2004. Slika 4.2. Spektralna gustina amplituda neravnosti za različite kolovoze 4. Oscilatorne pobude vozila 32 U tabeli 4.1 date su karakteristične vrednosti koeficijenata za asfalt-betonski kolovoz u vrlo dobrom stanju za repernu vrednost putne frekvencije. Tabela 4.1. Srednja vrednost frekventnog spektra asfalt-betonskog kolovoza za ν0=1(m-1) Izvor: Dedović, 2004. Na slici 4.3 su date spektralne gustine klasa puteva prema međunarodnoj organizaciji za standarde ISO 8608 - Mechanical vibration - Road surface profiles - Reporting of measured data (ISO 8608, 1995). Putevi su svrstani u osam klasa od A do H. Veza između spektralne gustine neravnosti i putne frekvencije se, u log-log dijagramu, može aproksimirati sa dve prave linije različitih nagiba. Izvor: Standard ISO 8608, 1995. Slika 4.3. Spektralna gustina amplituda neravnosti za različite kolovoze Za )(2/1 10 −=≤ mπνν spektralna gustina neravnosti data je izrazom [4.2] 1)/()()( 00 N−⋅Φ=Φ ννννξ [4.2] Asfalt-beton vrlo-dobar 2.2 1.3 Vrsta podloge Srednja vrednost Stanje (subjektivno) Talasni broj w Spektralna gustina neravnosti Фξ(ν0) 4. Oscilatorne pobude vozila 33 Za )(2/1 10 −=> mπνν spektralna gustina neravnosti data je izrazom [4.3] 2)/()()( 00 N−⋅Φ=Φ ννννξ [4.3] gde je: )( 0νξΦ - stepen neravnosti (10-6 m2/1/m); N1 i N2 - koeficijenti čije su vrednosti 1.5 i 2; Vrednosti )( 0νξΦ za različite klase puteva, za putnu frekvenciju )(5.1 1 0 −= mν , kreću se u određenim granicama, tabela 7.2 u (Wong, 2001). Na primer, za klasu puteva B stepen neravnosti )( 0νξΦ kreće se u granicama od 6108 −⋅ do 61032 −⋅ ( m2/1/m). Prema (Wong, 2001) veza između spektralne gustine neravnosti i putne frekvencije može se predstaviti izrazom [4.4] N spC −⋅=Φ ννξ )( [4.4] gde je: )(νξΦ - spektralna gustina nervanosti u funkcji od putne frekvencije (m2/1/m); N - konstanta (-); spC - konstantna vrednost čija dimenzija zavisi od vrednosti konstante N; Vrednosti za N i Csp za različite vrste i stanja puteva date su u tabeli 7.1 u (Wong, 2001). Na primer, za autoput u dobrom stanju N=2.1, a Csp=4.8·10-7. Osim klasifikacije putne mreže, spektralna gustina neravnosti puta može da ukaže na tip oštećenja puta. Na primer, spektralne gustine puteva koje imaju izrazite amplitude na velikim talasnim dužinama ukazuju na oštećenja podloge (donjeg stroja puta). Putevi sa spektralnim gustinama neravnosti kod kojih su dominantne amplitude na višim putnim frekvencijama ukazuju na površinska oštećenja kolovoza (npr. pukotine i ulegnuća). 4. Oscilatorne pobude vozila 34 Na slici 4.4(b) predstavljene su deformacije cement-betonskog kolovoznog zastora u vidu poprečnih ispupčenja (Prem i Ayton, 2005). Prikazane deformacije odražavaju poprečnu armaturu kolovozne konstrukcije (slika 4.4(a)), a nastaju zbog sleganja betona. Na slici 4.5 dat je grafik spektralne gustine brzine neravnosti kolovoza gde je istaknut “pik“ koji odgovara pomenutim deformacijama kolovoza. Ovakve deformacije kolovoza izazivaju vibracije male jačine sa frekvencijama ispod 50 Hz (Prem i Ayton, 2005). Izvor: Prem i Ayton, 2005. Slika 4.4. Cement-betonska podloga a) armatura kolovozne konstrukcije i b) poprečne deformacije kolovoza usled sleganja betona Izvor: Prem i Ayton, 2005. Slika 4.5. Spektralna gustina brzine neravnosti deformisanog cement-betonskog kolovoza 4. Oscilatorne pobude vozila 35 4.3. Modeliranje neravnosti kolovoza pomoću spektralne gustine snage neravnosti kolovoza Prilikom analiza oscilatornog komfora korisnika simulacijom za pobudni signal oscilatornog modela poželjno je koristiti prethodno registrovane realne neravnosti podloge. Osim realnih neravnosti, za pobudni signal koriste se i modeli neravnosti podloge. Model za simuliranje slučajnih procesa, koji je predložio Shinozuka (Shinozuka, 1972), često je korišćen za generisanje podužnih neravnosti različitih vrsta puteva (Verros i ostali, 2005; Sun, 2003; Lu i ostali, 2010; Schiehlen i Hu, 2003). Slučajni proces se prema (Shinozuka, 1972; Demić i ostali, 2002) može predstaviti beskonačnom sumom harmonijskih kosinusnih funkcija različitih amplituda, kružnih frekvencija i faznih uglova. Na osnovu ovog modela neravnosti kolovoza na jednom tragu mogu se opisati analitičkim izrazom [4.5] ∑ = +Ω= N i iii tAt 1 )cos()( αξ [4.5] gde je: N - broj harmonika, iα - ravnomerno raspodeljena faza u intervalu od 0 do π2 radijana (rad), iΩ - diskretne prinudne frekvencije pobude (Hz), iA - diskretni amplitudni spektar neravnosti (m). Diskretne prinudne frekvencije pobude iΩ računaju se prema izrazu [4.6] ∆Ω−+Ω=Ω ) 2 1(ili [4.6] U izrazu [4.6], ∆Ω je frekventi interval koji se, dalje, može predstaviti izrazom [4.7] N lu Ω−Ω=∆Ω [4.7] 4. Oscilatorne pobude vozila 36 U izrazima [4.6] i [4.7], lΩ i uΩ su donja i gornja granica razmatranog frekventog opsega pobude. Diskretni amplitudni spektar neravnosti iA može se sračunati prema izrazu [4.8] ∆ΩΩΦ= )(2 iiA ξ [4.8] gde je: )(ΩΦξ - spektralna gustina neravnosti u funkciji od prinudne frekvencije pobude (m2/Hz). Za modeliranje neravnosti kolovoza u vremenskom domenu pogodno je spektralnu gustinu neravnosti kolovoza izraziti u funkciji od prinudne frekvencije pobude. Veza između spektralnih gustina izraženih u funkciji prinudne i putne frekvencije data je izrazom [4.9], )(1)( νξξ Φ=ΩΦ V [4.9] gde je: Ω - prinudna frekvencija pobude (Hz) i V - konstantna brzina kretanja vozila (m/s). Na osnovu veze između prinudne i putne frekvencije, izraz [4.10] Vν=Ω [4.10] stohastički model Brauna može se predstaviti izrazom [4.11] wwV ))(()( 00 1 Ω Φ=ΩΦ − ν νξξ [4.11] Ako se predpostavi da je izrazom [4.5] opisana neravnost kolovoza na levom tragu i da između neravnosti na levom i desnom tragu postoji korelacija, onda se pobuda na desnom tragu vozila može dobiti pomoću uzajamne spektralne gustine neravnosti 4. Oscilatorne pobude vozila 37 kolovoza levog i desnog traga. Pobuda na drugom tragu (npr. desnom), na osnovu (Sayers, 1988), može se predstaviti izrazom [4.12] ∑ = +Ω∆ΩΩΦ−ΩΦ++Ω∆ΩΩΦ= N i iiidliiiidld ttt 1 )]cos())()((2)cos()(2[)( βαξ ξξξξξ [4.12] gde je: βi - ravnomerno raspodeljena faza u intervalu od 0 do 2π radijana (rad), Φξlξd(Ωi) - uzajamna spektralna gustina neravnosti kolovoza levog i desnog traga (m2/Hz). Uzajamna spektralna gustina može se odrediti prema izrazu [4.13] )()( iiidl ΩΦ⋅=ΩΦ ξξξ γ [4.13] gde je: γi - kvadrat modua prenosne funkcije filtra za diskretne prinudne frekvencije pobude definisan izrazom [4.14] 22 1 2 1 )( V i i Ω + = ν ν γ [4.14] U izrazu [4.14], ν1 je granična putna frekvencija čija je vrednost utvrđena merenjem i iznosi 0.2 (m-1) (Sayers, 1988). Postupak za generisanje neravnosti kolovoza određenog tipa i stanja se, imajući u vidu prethodno navedene izraze, može pregledno opisati sledećim koracima: (1) definisati spektralnu gustinu neravnosti kolovoza za jednu brzinu vozila prema [4.11]; (2) generisati )1( Niip −= realizacija slučajne promenljive p~U(0,1); (3) generisati )1( Niin −= realizacija slučajne promenljive n~U(0,1); 4. Oscilatorne pobude vozila 38 (4) proračunati vrednosti αi (αi=2π·pi) i βi (βi=2π·ni) slučajnih promenljivih α i β, tako da navedene promenljive imaju ravnomernu raspodelu u intervalu od 0 do 2π radijana, tj. α~U(0, 2π) i β~U(0, 2π); (5) definisati donju i gornju granicu frekventnog opsega pobude (vrednosti Ωl i Ωu); (6) definisati broj harmonika N i odrediti frekventi opseg ΔΩ; (7) odrediti neravnost kolovoza na jednom tragu (npr. levom) prema izrazu [4.5]; (8) proračunati uzajamnu spektralnu gustinu neravnosti kolovoza ne levom i desnom tragu prema izrazu [4.13] i (9) odrediti neravnost kolovoza na drugom tragu (npr. desnom), izraz [4.12]; 4.3.1. Primer generisane neravnosti kolovoza pomoću spektralne gustine snage neravnosti kolovoza Na slici 4.6 prikazana je spektralna gustina neravnosti vrlo dobrog asfalt-betonskog kolovoza za brzinu vozila od 100 km/h u zavisnosti od prinudne frekvencije za vrednosti koeficijenata iz tabele 4.1. Kako su neravnosti kolovoza iz frekventnog opsega od 0.5 Hz do 50 Hz naročito značajne za analizu oscilatornog komfora (Kawamura i Kaku, 1985), to je i spektralna gustina neravnosti kolovoza na slici 4.6 prikazana za navedeni frekventni opseg. Slika 4.6. Spektralna gustina neravnosti asfalt-betonskog kolovoza u vrlo dobrom stanju u funkciji od prinudne frekvencije za brzinu vozila od 100 km/h 4. Oscilatorne pobude vozila 39 Prema navedenom postupku, pomoću programa napisanog u programskom paketu Matlab (prilog 5), simulirane su neravnosti za vrstu i stanje podloge iz tabele 4.1 i za brzinu kretanja vozila od 100 km/h. Realizacije slučajnih promenljivih p~U(0,1) i n~U(0,1) dobijene su pomoću funkcije rand (The MathWorks, Inc. 2001). Neravnosti na levom i desnom tragu određene su za N=1000 harmonika. Na slici 4.7 prikazane su generisane neravnosti asfalt-betonskog kolovoza u vrlo dobrom stanju u funkciji od vremena za brzinu vozila od 100 km/h. Slika 4.7. Generisana neravnost asfalt-betonskog kolovoza (vrlo dobar) u funkciji od vremena za brzinu vozila od 100 km/h 4.4. Realne neravnosti podloge Vrsta i stanje podloge po kojoj se vozilo kreće i brzina kretanja vozila su značajni faktori od kojih zavisi intezitet vibracija u vozlu. Postoji jaka pozitivna korelacija između brzine vozila i inteziteta vibracija. Pri brzinama ispod 30 km/h, za lošije podloge, povećanje brzine za jedan procenat uslovljava povećanje inteziteta vibracija za nekoliko procenata (Forsén, 1999). Uticaj brzine na intezitet vibracija manje je izražen pri većim brzinama kretanja vozila na dobrim podlogama. Ako se brzina smanji za 29 % (od 70 km/h na 50 km/h), prosečni intezitet vibracija se smanji za 18 % (Forsén, 1999). Istraživanje (Ahlin i ostali, 2000) je pokazlo da stanje podloge ima značajno veći uticaj na vibracije celog tela kojima su izloženi vozači vozila nego faktori kao što su brzina vozila, tip vozila i stanje vozila. 4. Oscilatorne pobude vozila 40 4.4.1. Merenje realnih neravnosti podloge Podužni mikroprofil puta se sastoji od mikroneravnina koje se mere pomoću specijalnih uređaja i odgovarajućih metoda merenja. Uređaji za merenje parametara podužnog mikroprofila puta se mogu svrstati u dve grupe: I) bez oscilatornih svojstava (manuelni) i II) sa oscilatornim svojstvima (automatizovani). Svi uređaji mere amplitude mikroneravnina u odnosu na neku referentnu liniju (nivo) i u odnosu na podužno rastojanje. U daljem tekstu, u kratkim crtama, biće prikazani neki od uređaja i opisani njihovi načini rada. Uređaji iz druge grupe su savremeniji, pa će posebna pažanja biti njima posvećena. Često korišćeni uređaj iz prve grupe predstavljen je na slici 4.8 i naziva se “merna šipka“ (Dipstick). Prikazani uređaj sadrži precizan merač visine koji meri razliku visina dve nožice koje se oslanjaju na podlogu na međusobnom rastojanju od 305 mm. Uređaj se pomera duž linije kolovoza tako što se obrće za 180 stepeni oko vodeće nožice (uvek prva nožica). Prilikom kontakta nožice sa podlogom uređaj automatski registruje promenu u visini i proizvodi zvučni signal obaveštavajući da sledeće merenje može da se izvrši. Prva merna tačka predstavlja referentni nivo, a relativna visina u odnosu na referentni nivo se određuje u drugoj mernoj tački. Podužno rastojanje se meri tako što se broj koraka (merenja) pomnoži sa rastojanjem nožica. Ovaj uređaj se obično koristi za utvrđivanje validnosti izmerenih neravnosti kolovoza pomoću uređaja sa oscilatornim svojstvima. Izvor: Demić, 2006. Slika 4.8. Merni uređaj Dipstick a) šema uređaja sa mernim tačkama i b) merenje neravnosti 4. Oscilatorne pobude vozila 41 Jedan od najsavremenijih postupaka za registrovanje podužnih mikroneravnina kolovoza je merno vozilo opremljeno sa specijalnim mernim uređajima (slika 4.9)8. Osnovni delovi ovakvog uređaja su bezkontaktni davač pomeranja (laserski, ultrazvučni, radarski) za registrovanje pomeranja (visine) od neke karakteristične tačke na vozilu9 Izvor: Sayers i Karamihas, 1996. do tla, akcelerometar (davač ubrzanja) za istovremeno registrovanje ubrzanja iste tačke na vozilu, zatim senzor za merenje pređenog podužnog rastojanja i računar. Amplitude mikroneravnina izračunavaju se na osnovu dve izmerene veličine (ubrzanje i pomeranje) uz primenu računara i dobijaju se kao razlika između referentnog nivoa i izmerenog rastojanja od vozila do podloge. Uređaji, osim neravnosti, daju i neke statističke veličine kojima se ocenjuje kvalitet kolovoza. Slika 4.9. Merno vozilo za merenje mikroneravnina kolovoza Ovaj postupak ima svoje prednosti i nedostatke. Prednosti se odnose na veliku brzinu merenja, ponovljivost rezultata, delimični elminaciji uticaja oscilatornih parametara vozila. Nedostaci se ogledaju u prisustvu grešaka merenja zbog promene prostornog položaja vozila tokom njegovog kretanja, kao i promena položaja ose bočnog ljuljanja sa promenom opterećenja vozila. Da bi merno vozilo beležilo potrebne podatke ono mora de se kreće odgovarajućim brzinama. Za brzinu vozila ispod 15 km/h amplitude neravnosti kolovoza ne mogu da budu zabeležene, što predstavlja još jedan nedostatak ovakvog načina merenja. 8 Prvi uređaj ovakvog tipa su razvili Elson Spangler i William Kelly u General Motors-u; 9 Karakteristična tačka se uobičajeno nalazi na osi bočnog ljuljanja vozila; 4. Oscilatorne pobude vozila 42 Postoje razne varijante ovih mernih uređaja i one se uglavnom razlikuju po mestu postavljanja pomenutih davača i vrsti davača. Primeri ovakvih uređaja prikazani su na slici 4.10. Na slici 4.10(a) prikazano je merno vozilo firme K.J.Law Engineers.Inc koje koristi optičke bezkontaktne davače. Na slici 4.10(b) predstavljeno je merno vozilo za snimanje profila i registrovanje pukotina kolovoza (ProRut-Profile and Rut Depth Measuring System). ProRut koristi laserske davače. Izvor: Karamihas i ostali, 1999. Slika 4.10. Merno vozilo a) K.J.Law i b) ProRut Osnovne razlike između prve i druge grupe uređaja odnose se na izgled snimljenog mikroprofila puta, brzinu snimanja i validnost zabeleženih podataka. Na slici 4.11 je prikazan izgled profila kolovoza snimljenog sa mernom šipkom i mernim vozilom ProRut. Iako je bazični oblik oba mikroprofila isti, postoje značajne razlike između njih. Razlike potiču otuda što merno vozilo ProRut registruje neravnost u vrlo kratkim intervalima (oko 50 mm). Zbog toga ovaj uređaj, za razliku od merne šipke, može da registruje mala oštećenja kolovoza (npr. sa slike 4.11 se uočava da je merno vozilo ProRut registrovalo oštećenja kolovoza na rastojanjima od 147 m i 156.5 m, a merni uređaj Dipstick nije registrovao ova oštećenja kolovoza). Međutim, merna šipka može da registruje podužni nagib puta i neravnine velikih talasnih dužina. Može se reći da nijedan uređaj nije potpuno prikladan za sva merenja. Izbor uređaja zavisi od potrebnih informacija o profilu puta. 4. Oscilatorne pobude vozila 43 Izvor: Karamihas i ostali, 1999. Slika 4.11. Izgled mikroprofila puta snimljen sa dva merna uređaja Na slici 4.12(b) prikazan je primer registrovanja poprečne pukotine na jednom cement- betonskom kolovozu (slika 4.12(a)), uređajima sa različitim bezkontaktnim davačima pomeranja (Karamihas i ostali, 1999). Uočava se da uređaj ProRut najbolje registruje pukotinu (na 19.6 m). Uređaj sa ultrazvučnim senzorom registruje neravnosti na rastojanjima većim od širine pukotine. Zbog toga se na podužnom mikroprofilu, snimljenim sa ovim uređajem, ovakvo oštećenje i ne uočava. Izvor: Karamihas i ostali, 1999. Slika 4.12. Merenje neravnosti a) poprečna pukotina i b) mikroprofil puta registrovan različitim davačima 4.4.2. Softverski paketi za analize podužnih neravnosti kolovoza U ovom delu biće predstavljene osnovne karakteristike dva softverska paketa za analizu podužnih neravnosti kolovoza - RoadRuf (Road Profile Analysis Software) i ProVAL (Profile Viewing and Analysis Software). 4. Oscilatorne pobude vozila 44 Softver RoadRuf je skup kompjuterskih alata za analizu i interpretaciju podatka o podužnim neravnostima kolovoza. RoadRuf je razvijen u cilju standarizacije postupka za određivanje indeksa IRI u okviru istraživačkog projekta “Interpretacija podatka o neravnostima kolovoza“ sprovedenog u vremenskom periodu od 1992. do 1996. godine u SAD. Softver je razvio tim Istraživačkog Instituta za Transport pri Univerzitetu u Mičigenu (The University of Michigan Transportation Research Institute - UMTRI), a finasiran je od Uprave za puteve (Federal Highway Administration - FHWA). Svrha softvera RoadRuf je da obezbedi pouzdane analize stanja podužnog profila puta pomoću dva indeksa neravnosti za ocenu stanja puta - IRI i Indeks Udobnosti (Ride Number). Algoritme za određivanje indeksa neravnosti, za softver RoadRuf, razvili su istraživači Sayers, Karamihas i Gillespie. Izvor: The University of Michigan Transportation Research Institute, 1997. Slika 4.13. Komponente softvera RoadRuf Na slici 4.13 prikazane su komponente softvera RoadRuf. Ključna i osnovna komponenta je grafički korisnički interfejs (interfejs za analizu) pomoću koga su integrisani svi alati RoadRuf-a. Grafički interfejs softvera RoadRuf razvijen je na osnovu grafičkog korisničkog intrefejsa softvera za simulaciju dinamike vozila (CarSim, TruckSim i ArcSim). 4. Oscilatorne pobude vozila 45 Interfejs obezbeđuje pristup bazi podataka ”PROFILES” u kojoj su smeštene registrovane podužne neravnosti kolovoza, alatu WinEP (Windows Engineering Plotter) za grafički prikaz ulaza (podužnih neravnosti) i izlaznih veličina analize, i dva programa (Profan.exe i Spectrum.exe) za analize tj. za filtriranje neravnosti i za proračun spektralnih gustina. Takođe, interfejs omogućava izbor i podešavanje parametara za analizu, kao i pristup rezultatima analiza koje se zapisuju tabelarno u tekstualnim LPF. fajlovima. UMTRI je izdao i upustvo za korišćene softvera RoadRuf ”RoadRuf User Reference Manual” (The University of Michigan Transportation Research Institute, 1997). Registrovane neravnosti kolovoza u bazi podataka ”PROFILES” RoadRuf softvera smeštene su u folderu ”RPUG”, a zapisane su u tekstualne erd.fajlove. Folder ”RPUG” sadrži 24 zapisa podužnih neravnosti osam različitih odseka puteva (četiri asfalt- betonska kolovoza i četiri cement-betonska kolovoza). Neravnosti svakog odseka registrovana su pomoću tri različita merna uređaja - merna šipka ”Dipstick”, merno vozilo firme K.J.Law Engineers.Inc sa optičkim davačima i merno vozilo firme ICC (International Cybernetics Corporation) sa ultrazvučnim davačima. Za pobudu oscilatornog modela autobusa IK 301 iskorišćena su četiri zapisa neravnosti asfalt- betonskog kolovoza i jedan zapis cement-betonskog kolovoza (fajlovi kjlaws1.erd, kjlaws4.erd, kjlaws5.erd, kjlaws6.erd i kjlaws8.erd). Izabrane neravnosti su registrovane pomoću mernog vozila K.J.Law na svakih 0.15 m pređenog puta pomoću optičkih bezkontaktnih davača. Profili kolovoza prikazani su na slikama 4.15-4.22. ProVAL je inženjerska softverska aplikacija za analizu podužnih neravnosti kolovoza. Softver je razvila kompanija The Transtec Group u saradnji sa Američkim ministarstvom za saobraćaj (US Department of Transportation) i Upravom za puteve (Federal Highway Administration - FHWA). Softver ProVAL ima više opcija za analize od RoadRuf softvera. Neke od analiza koje se mogu obaviti pomoću ovog softvera su: editovanje profila (npr. izdvajanje određenog dela profila, filtriranje i dr.), proračun različitih indeksa neravnosti (IRI, Indeks udobnosti, Indeks neravnina dobijen pomoću polovinskog oscilatornog modela vozila (Half-car Roughness Index), Osrednjeni indeks neravnina (Mean Roughness Index)) za odseke puta različitih dužina i za celu deonicu puta, proračun spektralnih gustina 4. Oscilatorne pobude vozila 46 neravnosti u funkciji od putne i prinudne frekvencije (Chang i ostali, 2007). Editovani profili neravnosti mogu da se snime u binarnim ppf. fajlovima. Softver ProVAL može da čita zapise neravnosti iz tekstualnih erd.fajlova iz baze podataka ”PROFILES” softvera RoadRuf. Na slici 4.14 prikazano je radno okruženje softvera ProVAL (verzija 2.73). U radnom prozoru su učitane podužne neravnosti cement-betonskog kolovoza u dobrom stanju (fajl kjlaws7.erd) iz foldera “RPUG“. Neravnosti su registrovane pomoću mernog vozila K.J.Law na deonici puta od 161 m pri brzini od 80 km/h. U istom prozoru prikazane su i filtrirane neravnosti pomoću pojasnog “moving average“ filtera. Filtrirane neravnosti su iskorišćene za pobudu podužnog oscilatornog modela autobusa koji je prikazan na slici 5.1 u poglavlju 5.1 ovog rada. Slika 4.14. Radno okruženje softvera ProVAL 2.73 4.4.3. Primeri realnih neravnosti podloge za pobudu oscilatornog modela vozila U ovom delu dati su primeri realnih neravnosti kolovoza koji su iskorišćeni kao pobudni signali oscilatornog modela autobusa IK 301 prilikom analize oscilatornog komfora putnika autobusa. Na slikama 4.15-4.22 prikazani su primeri pet realnih neravnosti kolovoza - četiri asfalt- betonska kolovoza i jedan cement-betonski kolovoz. 4. Oscilatorne pobude vozila 47 Na slici 4.15 prikazane su neravnosti asfalt-betonskog kolovoza u lošem stanju u funkciji od pređenog puta. Neravnosti su registrovane na deonici puta dužine 161 m pri brzni kretanja mernog vozila od 64 km/h. Neravnosti, prevedene u funkciji od vremena, su iskorišćene kao pobudni signali prilikom validacije oscilatornog modela autobusa IK 301 (poglavlje 8). U prilogu 2 dat je deo zapisa neravnosti prikazanih na slici 4.15 koje je registrovalo merno vozilo. Slika 4.15. Podužne neravnosti asfalt-betonskog kolovoza u lošem stanju u funkciji od pređenog puta (brzina mernog vozila 64 km/h) Na slici 4.16 prikazana je neravnost asfalt-betonskog kolovoza u lošem stanju registrovana na deonici puta od 161 m pri brzini kretanja mernog vozila od 80 km/h. Slika 4.16. Podužne neravnosti asfalt-betonskog kolovoza u lošem stanju u funkciji od pređenog puta (brzina mernog vozila 80 km/h) 4. Oscilatorne pobude vozila 48 Na slici 4.17 prikazana je neravnost asfalt-betonskog kolovoza u dobrom stanju registrovana na deonici puta od 161 m pri brzini kretanja mernog vozila od 80 km/h. Slika 4.17. Podužne neravnosti asfalt-betonskog kolovoza u dobrom stanju u funkciji od pređenog puta (brzina mernog vozila 80 km/h) Na slici 4.18 prikazana je neravnost vrlo dobrog cement-betonskog kolovoza. Neravnosti su snimljene na deonici puta od 150 m pri brzini od 80 km/h. Slika 4.18. Podužne neravnosti cement-betonskog kolovoza u vrlo dobrm stanju u funkciji od pređenog puta (brzina mernog vozila 80 km/h) Na slici 4.19 prikazana je neravnost asfalt-betonskog kolovoza u lošem stanju registrovana na deonici puta od 161 m pri brzini kretanja mernog vozila od 72 km/h. 4. Oscilatorne pobude vozila 49 Slika 4.19. Podužne neravnosti lošeg asfalt-betonskog kolovoza u funkciji od pređenog puta (brzina mernog vozila 72 km/h) Na slici 4.20 prikazane su dve neravnosti za asfalt-betonski kolovoz u dobrom i vrlo dobrom stanju (podaci profesora Gorana Mladenovića, Građevinski fakultet Univeziteta u Beogradu). Prikazane neravnosti su registrovane duž jednog traga na deonicama puteva od po 200 m na svakih 0.025 m pri brzini mernog vozila od 90 km/h. Slika 4.20. Podužne neravnosti asfalt-betonskog kolovoza u dobrom i vrlo dobrom stanju (brzina mernog vozila 90 km/h) Na slici 4.21(a) prikazana je neravnost istog asfalt-betonskog kolovoza u vrlo dobrom stanju u funkciji od vremena. Na slici 4.21(b) prikazana je pobuda oscilatornog modela 4. Oscilatorne pobude vozila 50 dobijena na osnovu zapisa neravnosti duž jednog traga. Za levi trag uzete su registrovane neravnosti za prvih sedam sekundi, a za desni trag uzete su neravnosti od prve do osme sekunde. Na taj način, dobijena je pobuda čije su neravnosti na levom i desnom tragu vremenski pomerene (smaknute) za jednu sekundu. Na sličan način dobijena je i pobuda prikazana na slici 4.22(b) za dobar asfalt-betonski kolovoz. Slika 4.21. Podužne neravnosti vrlo dobrog asfalt-betonskog kolovoza a) duž jednog traga i b) na levom i desnom tragu, u funkciji od vremena Slika 4.22. Podužne neravnosti dobrog asfalt-betonskog kolovoza a) duž jednog traga i b) na levom i desnom tragu, u funkciji od vremena 5.Oscilatorni modeli vozila 51 5. Oscilatorni modeli vozila Za analizu oscilatornog ponašanja vozila koriste se oscilatorni modeli vozila (Pečeliūnas i ostali, 2003; Pečeliūnas i ostali, 2005; Gillespie, 1992; Genta, 1997; Jazar, 2008; Mitschke, 2004; Rajamani, 2006). Oscilatorni model realnog vozila može da se formira povezivanjem krutih tela elasto-prigušnim vezama (Kropáč i Múčka, 2009; Janković i Todorović, 1990). Oscilatorni modeli vozila mogu se podeliti na tačkaste, ravanske i prostorne. U ovom delu biće prikazan jedan primer ravanskog podužnog oscilatornog modela vozila sa šest stepeni slobode i jedan primer prostornog oscilatornog modela vozila sa deset stepeni slobode. Ravanski model formiran je u modulu Simulink programskog paketa Matlab, a prostorni model u programskom paketu Matlab. Pomoću ravanskog modela analiziran je ocilatorni komfor vozača prigradskog autobusa IK 103P, a rezultati su saopšteni u (Sekulić i Dedović, 2011). Pomoću prostornog oscilatornog modela izvršena je analiza oscilatornog komfora korisnika (vozač i dva putnika) međugradskog autobusa IK 301 (Sekulić i ostali, 2013). U daljem tekstu, biće prikazani najvažniji rezultati obavljenih simulacija. 5.1. Ravanski oscilatorni model vozila Na slici 5.1 prikazan je ravanski podužni oscilatorni model vozila sa šest stepeni slobode. Slika 5.1. Oscilatorni model vozila sa šest stepeni slobode 5.Oscilatorni modeli vozila 52 Nezavisna pomeranja koncentrisanih masa mehaničkog oscilatornog sistema sa slike 5.1 su: vertikalna pomeranja vozača, sedišta, težišta vozila, prednje i zadnje osovine vozila i ugaono pomeranje elastično oslonjene mase vozila oko y-ose, tzv. galopiranje. Ovakav oscilatorni model omogućava analizu karakterističnih oscilatornih veličina na osnovu kojih se može proceniti pasivna i aktivna bezbednost vozila. Na osnovu diferencijalnih jednačina kretanja (izrazi [5.1-5.6]) u programu Simulink formiran je strukturni blok dijagram (slika 5.2). On omogućava da se za oscilatornu pobudu analizira niz različitih odziva modela vozila (npr. vertikalna pomeranja i vertikalna ubrzanja vozača, sedišta, oslonjene mase vozila, prednje i zadnje osovine vozila, dinamička deformacija sistema oslanjanja sedišta, sistema oslanjanja na prednjoj i zadnjoj osovini, dinamičke deformacije pneumatika, dinamičke sile u kontaktu između prednjeg odnosno zadnjeg točka i podloge i dr.). 0=−−++ sjsjvjvjvv zczbzczbzm  [5.1] 0)()( =−−−−−−++++ θθ dcdbzczbzczbzcczbbzm ssssvjvjssjssjss  [5.2] 0 )()()()( 2211 =−−− −−−−++−++++++++ tztztptp sssszpszpszpszps zczbzczb zczbbcacdcbbabdbzccczbbbzm   θθ [5.3] 0)( )()()( 2211 222222 =++−−−+ +−++−−++++++ tztztptpzps zpssssszpszps zbczbbzaczabzbcacdc zbbabdbzdczdbcbcacdbbbabdJ   θθθ [5.4] [5.5] [5.6] U diferencijalnim jednačinama kretanja figurišu različiti parametri vozila (geometrijski parametri, parametri mase i oscilatorni parametri) od kojih zavisi oscilatorno ponašanje vozila. U istraživanju (Sekulić i Dedović, 2011) analiziran je oscilatorni komfor vozača prigradskog autobusa IK 103P, pa se u obzir uzete realne vrednosti parametra ovog autobusa. 111111 )()( ξξθθ pppppppptppptppptt cbacabzczbzcczbbzm +=−−−−++++  222222 )()( ξξθθ zzzzzzzztzzztzzztt cbbcbbzczbzcczbbzm +=++−−++++  5.Oscilatorni modeli vozila 53 Slika 5.2. Strukturni blok dijagram oscilatornog modela vozila u Simulink-u zp'' zp zs zt2 VERTIKALNO POMERANJE VOZACA VERTIKALNO UBRZANJE VOZACA -K- s8 -K- s7 -K-s6 -K-s5 -K-s4-K-s3 -K- s2-K- s1 -K-o9 -K- o8 -K- o7 -K-o6-K-o5 -K- o4 -K- o3 -K- o2 -K-o10 -K- o1 -K- k8 -K- k7 -K-k6 -K-k5 -K-k4 -K-k3 -K- k2-K- k1 -K- j4 -K- j3 -K- j2 -K- j1 -K- f9 -K- f8-K- f7 -K-f6 -K-f5 -K-f4-K-f3 -K- f2 -K- f10 -K- f1 -K- d8 -K- d7 -K- d6 -K- d5 -K- d4 -K- d3 -K- d2 -K- d1 Transport Delay ubrzanje_vozaca.mat To File9 pomeranje_vozaca.mat To File8 pomeranje_sedista.mat To File7 galopiranje.mat To File6 pobuda_ztocka.mat To File5 pobuda_ptocka.mat To File4 pomeranje_tezistav.mat To File3 pomeranje_ztocka.mat To File2 ubrzanje_sedista.mat To File13 ugaono_ubrzanje.mat To File12 ubrzanje_tezistav.mat To File11 ubrzanje_ztocka.mat To File10 ubrzanje_ptocka.mat To File1 pomeranje_ptocka.mat To File 1/s Integrator9 1/s Integrator8 1/s Integrator7 1/s Integrator6 1/s Integrator5 1/s Integrator4 1/s Integrator3 1/s Integrator2 1/s Integrator11 1/s Integrator10 1/s Integrator1 1/s Integrator D From Workspace du/dt Derivative1 du/dt Derivative zt1" zt1' zt1 zeta1zeta1 zt2" z" theta" theta' theta zs" zs' zp" zp' z zt2' zeta2zeta2 5.Oscilatorni modeli vozila 54 U daljem tekstu biće opisana oscilatorna pobuda modela i biće prikazani najvažniji rezultati sprovedene simulacije. 5.1.1. Oscilatorna pobuda oscilatornog modela autobusa IK 103P U (Sekulić i Dedović, 2011) za pobudu oscilatornog modela uzet je signal neravnosti snimljen na realnoj podlozi - cement-betonski kolovoz u dobrom stanju pri brzini mernog vozila od 80 km/h (slika 5.3). Neravnosti kolovoza preuzete su iz baze podataka ”PROFILES” softvera RoadRuf (RoadRuf software, 1997). Slika 5.3. Snimljena neravnost kolovoza a) na levom i desnom tragu mernog vozila i b) filtrirana i osrednjena neravnost kolovoza U obzir su uzete talasne dužine neravnosti iz frekventog opsega od 1 Hz do 30 Hz, zbog toga što talasne dužine iz tog opsega imaju najveći uticaj na oscilatorno dinamičko ponašanje vozila (Simić, 1975). Brzini vozila od 80 km/h, odgovara opseg talasnih dužina neravnosti od 22.22 m do 0.74 m (Sekulić i Dedović, 2011). Snimljeni signal neravnosti kolovoza filtriran je pomoću pojasnog (moving average) filtera u programskom paketu ProVal 2.73. Na slici 5.3(b) prikazan je filtriran i osrednjen pobudni signal neravnosti kolovoza levog i desnog traga u funkciji vremena. 5.Oscilatorni modeli vozila 55 5.1.2. Rezultati simulacije i analiza rezultata Za ocenu oscilatorne udobnosti vozača u (Sekulić i Dedović, 2011) posmatrano je vertikalno pomeranje i vertikalno ubrzanje na mestu vozača. Oscilatorne veličine određene su za orginalne vrednosti oscilatornih parametara vozačevog sedišta (cs=3500 N/m i bs=450 Ns/m), a zatim i za različite vrednosti krutosti opruge i prigušenja amortizera sistema oslanjanja vozačevog sedišta (tabela 3 u (Sekulić i Dedović, 2011)). Ovde će biti prikazani rezultati analize u vidu dijagrama, a tabelarni rezultati statističkih parametara oscilatornih veličina dostupni su u (Sekulić i Dedović, 2011). Na slici 5.4 prikazano je vertikalno pomeranje i ubrzanje tela vozača za oscilatorne parametre vozačevog sedišta (cs=3500 N/m i bs=450 Ns/m). Slika 5.4. Odzivi vozača a) vertikalno pomeranje i b) vertikalno ubrzanje Izračunata sredanja efektivna vrednost ubrzanja vozača iznosi 0.23 m/s2, što je u skladu sa rezultatima merenja u (Mladenović, 1997). Poređenjem sa kriterijumima standarda ISO 2631 (1997) (tabela 2.2), zaključilo se da predmetne vibracije nemaju uticaja na komfor vozača. 5.1.3. Uticaj krutosti i prigušenja sedišta na oscilatorni komfor vozača Na slici 5.5 prikazano je pomeranje i ubrzanje tela vozača za promenljive krutosti opruge i konstantnu vrednost prigušenja amortizera od bs = 450 Ns/m. 5.Oscilatorni modeli vozila 56 Slika 5.5. Odzivi vozača a) vertikalno pomeranje i b) vertikalno ubrzanje, za promenljive krutosti opruga i konstantno prigušene od 450 Ns/m Uočava da višim vrednostima krutosti opruge odgovaraju veće vrednosti pomeranja vozača na sedištu (slika 5.5(a)). Pomeranja vozača naročito su izražena za velike krutosti opruga - od 6000 N/m i 10000 N/m. Kod opruga manje krutosti, od 2000 N/m i 3500 N/m, pomeranja vozača su znatno manja. Za bolji oscilatorni komfor vozača potrebno da sistem oslanjanja vozačevog sedišta ima oprugu manje krutosti. Kada je reč o ubrzanju tela vozača na sedištu, većim krutostima opruge sistema oslanjanja odgovaraju i veće vrednosti vertikalnog ubrzanja (slika 5.5(b)). Vibracije, za slučaj opruga manjih krutosti, ne utiču na komfor vozača (tabela 4 u (Sekulić i Dedović, 2011)). Na slici 5.6(a) prikazano je vertikalno pomeranje vozača za različite vrednosti prigušenja i konstantnu vrednost krutosti opruge od 3500 N/m. Izdvajaju se dva karakteristična perioda promene vertikalnog pomeranja. (1) Do kraja druge sekunde simulacije pomeranja vozača za najmanje prigušenje amortizera manja su u odnosu na pomeranja vozača za ostale posmatrane vrednosti prigušenja. (2) Posle druge sekunde, pomeranja vozača za najmanje prigušenje veća su u poređenju sa pomeranjima vozača za veće vrednosti prigušenja. Ovakva situacija naročito je izražena u petoj i šestoj sekundi simulacije. 5.Oscilatorni modeli vozila 57 Slika 5.6. Odzivi vozača a) vertikalno pomeranje i b) vertikalno ubrzanje, za promenljiva prigušenja i konstantnu krutost opruge od 3500 N/m Pomeranja vozača na sedištu prigušuju se pomoću hidrauličnog amortizera u sistemu oslanjanja sedišta. Amortizer vrši prigušivanje oscilatornog kretanja stvaranjem sile viskoznog trenja usled pomeranja klipa u cilindru. U situacijama kada su pomeranja klipa mala, a prigušenje amortizera veliko, amortizer se praktično ponaša kao da je blokiran, što za posledicu ima da se kretanje tela vozača praktično kontroliše pomoću jastuka vozačevog sedišta. Iz tog razloga pomeranja tela vozača u ovakvom slučaju imaju veće vrednosti u odnosu na pomeranja koja nastaju pri korišćenju amortizera sa malim prigušenjem. Dejstvo amortizera sa većim prigušenjem dolazi do izražaja prilikom snažnijih pobuda, usled čega je pomeranje vozača manje u poređenju sa pomeranjem kada amortizera ima manje prigušenje. Izbor amortizera po kriterijumu zadovoljenja oscilatornog komfora se, zbog pomenute karakteristične promene pomeranja tela vozača, može jasnije sagledati iz analize uticaja prigušenja na vertikalno ubrzanje vozača. Dijagram ubrzanja tela vozača za različite vrednosti prigušenja i konstantu vrednost krutosti opruge prikazan je na slici 5.6(b). Može se konstatovati da sedišta opremljena amortizerima koji imaju manje vrednosti prigušenja obezbeđuju bolji oscilatorni komfor vozača. 5.Oscilatorni modeli vozila 58 5.1.4. Kratak zaključak istraživanja Ravanski oscilatorni model vozila omogućio je relevantnu analizu oscilatorne udobnosti vozača autobusa. Pokazano je da opruge manje krutosti omogućuju bolji oscilatorni komfor vozača. Sa povećavanjem krutosti opruge povećava se i pomeranje i ubrzanje vozača. Za realnu oscilatornu pobudu dobar cement-beton i brzinu od 80 km/h, pokazano je da amortizeri sa manjim prigušenjem obezbeđuju bolji oscilatorni komfor vozaču. Većim vrednostima prigušenja odgovaraju veće vršne vrednosti ubrzanja vozača na sedištu. 5.2. Prostorni oscilatorni model vozila Na slici 5.7 prikazan je prostorni oscilatorni model vozila. Prostorni model je sastavljen od tri kruta tela (prednja i zadnja osovina i karoserija vozila) i tri koncentrisane mase (vozač i dva putnika) koje su međusobno povezane elasto-prigušnim vezama. Pomoću ovog modela ispitan je oscilatorni komfor vozača i dva putnika međugradskog autobusa IK 301. Slika 5.7. Prostorni oscilatorni model vozila 5.Oscilatorni modeli vozila 59 Nezavisna pomeranja koncentrisanih masa i krutih tela razmatranog mehaničkog oscilatornog sistema su: vertikalna pomeranja vozača, putnika u srednjem delu autobusa (putnik1), putnika na zadnjem prepustu autobusa (putnik2), težišta elastično oslonjene mase autobusa, težišta prednje i zadnje osovine autobusa, zatim ugaono pomeranje elastično oslonjene mase autobusa oko podužne i poprečne ose (x-osa i y-osa) i ugaono pomeranje prednje i zadnje osovine autobusa oko osa x1 i x2. Sedišta vozača, putnika u srednjem delu autobusa i putnika na zadnjem prepustu označeni su na slici 5.8 brojevima 1, 2 i 3, respektivno. Na slici 5.8 je, takođe, označen i položaj težišta potpuno opterećenog autobusa. Izvor: Nijemčević i ostali, 2001. Slika 5.8. Sedišta vozača i putnika autobusa i položaj težišta autobusa Oznakama na slikama 5.7 i 5.8 nazančeni su parametri (geometrijski parametri, parametri mase i oscilatorni parametri) vozila. Važno je napomenuti da su u analizama korišćeni realni parametri međugradskog autobusa IK 301, koja potiču iz dostupne literature (Mladenović, 1997; Simić i ostali, 1975; Nijemčević i ostali, 2001; Dedović i Mladenović, 1999). Primenom Lagranžovih jednačina druge vrste diferencijalne jednačine kretanja određene su izrazima [5.7-5.16]: 02211 =++−−−−++ θθϕϕ svsvsvsvsvsvvsvvsvvv csbscsbszczbzczbzm  [5.7] 5.Oscilatorni modeli vozila 60 01414131311111111 =++++−−++ θθϕϕ spspspspspsppsppsppp csbscsbszczbzczbzm  [5.8] 02626252522222222 =−−−−−−++ θθϕϕ pspspspspsppsppsppp csbscsbszczbzczbzm  [5.9] 02222 )22 ()22()() ()22()22( 2211 222211112614 2261422513125 1312121 =−−−− −−−−−−−−+−+ +−−+−+−+−++ +−+++++++++++ zczbzczb zczbzczbzczbbcaccscs csbbabbsbsbscscscsbs bsbszccccczbbbbbzm zzpp psppsppsppspvsvvsvzpspsp svzpspspsvspspsvsp spsvzpspspsvzpspspsv     θ θϕϕ [5.10] 02222 )()()( )( )22()22( 2 2 22 2 21 2 11 2 1 265143212651432125131 2513122522511311311 2 2 2 12 2 51 2 3 2 1 2 2 2 12 2 51 2 3 2 1 =−−− −−−−−−−+− ++−+−−++−− −++++++++++ ϕϕϕϕ θθ ϕϕϕ zzpp spspsvspspsvspspsv spspsvpsppsppsppspvsvvsv zpspspsvzpspspsvx cebecebe csscsscssbssbssbsszcscscs zbsbsbszcszbszcszbszcszbs cececscscsbebebsbsbsJ     [5.11] 02222) ()()22()2 2( )22()22( 2211265143 212651432126142 2614222622611411422 22 2 2 61 2 4 2 2 22 2 2 61 2 4 2 2 =−−++−− −−−−−−+−+−− −+−+−−−++++ +++++++++++ zbczbbzaczabcsscss cssbssbssbsszbcaccscscszbb abbsbsbszcszbszcszbszcszbs cbcacscscsbbbabsbsbsJ zzppspsp svspspsvzpspspsvz pspspsvpsppsppsppspvsvvsv zpspspsvzpspspsvy     ϕ ϕ θθθ [5.12] plppplpppdpppdpp pppppppppppm cbcb acabzczbzcczbbzm ξξξξ θθ +++= =++−−++++   2222)(2)(2 111 [5.13] plppplpppdpppdpp ppppppppx cfbfcfbf cebecfcebfbeJ ξξξξ ϕϕϕϕϕ 1111 2 1 2 11 2 1 2 11 2 1 2 111 22)(2)(2 ++−−= =−−++++   [5.14] zlzpzlzpzdzpzdzp zzzzzpzzpzzm cbcb bcbbzczbzcczbbzm ξξξξ θθ +++= =−−−−++++   2222)(2)(2 222 [5.15] zlzpzlzpzdzpzdzp zzzpzzpzx cfbfcfbf cebecfcebfbeJ ξξξξ ϕϕϕϕϕ 2222 2 2 2 22 2 2 2 22 2 2 2 222 22)(2)(2 ++−−= =−−++++   [5.16] Diferencijalne jednačine kretanja su numerički rešene pomoću programskog koda u programskom paketu Matlab u kojem je iskorišćena funkcija ode45 sa varijabilnim 5.Oscilatorni modeli vozila 61 korakom numeričke integracije (Yang i ostali, 2005). Definisani početni uslovi za sve promenljive jednaki su nuli. Izabrano je vreme simulacije od 7 sekundi. Sve analize koje slede obavljene su pomoću programskih kodova napisanih u programskom paketu Matlab. 5.2.1. Pobuda oscilatornog modela autobusa IK 301 Za oscilatornu pobudu iskorišćen je signal modelirane podužne neravnosti asfalt- betonskog kolovoza u vrlo dobrom stanju, za brzinu autobusa od 100 km/h (slika 4.7. u poglavlju 4.2.1.). 5.2.2. Analiza rezultata simulacije Ocena uticaja vibracija na komfor korisnika autobusa sprovedena je pomoću postupka koji propisuje međunarodni standard ISO 2631 (1997). Analiza komfora sprovedena je u odnosu na proračunatu srednju efektivnu vrednost vrednovanog vertikalnog ubrzanja na mestima vozača i putnika, izraz [5.17]. ∫= T wwrms dttzT z 0 2 , )( 1  [5.17] gde je: wrmsz , - srednja efektivna vrednost vrednovanog vertikalnog ubrzanja (m/s2); )(tzw - vrednovano vertikalno ubrzanje u funkciji od vremena (m/s 2); T - razmatrani vremenski period (s); Vrednovano ubrzanje )(tzw dobijeno je propuštanjem signala vertikalnog ubrzanja na mestima korisnika )(tz kroz filter kW koji je u standardu ISO 2631 (1997) definisan za analizu komfora tela čoveka izloženog dejstvu oscilacija za vertikalan pravac u sedećem položaju. Na slici 5.9 prikazan je primer vertikalnog ubrzanja i vrednovanog vertikalnog ubrzanja za vozača za krutost opruge od 10000 N/m i prigušenje amortizera od 750 Ns/m. 5.Oscilatorni modeli vozila 62 Slika 5.9. Vertikalno ubrzanje i vrednovano vertikalno ubrzanja na mestu vozača za neravnosti asfalt-betonskog kolovoza u vrlo dobrom stanju, za brzinu autobusa od 100 km/h Ocena komfora je izvršena poređenjem simulacijom utvrđenih srednjih efektivnih vrednosti vrednovanog ubrzanja korisnika autobusa (tabela 5.1) sa graničnim vrednostima kriterijuma udobnosti u sredstvima javnog prevoza (tabela 2.2), prema ISO 2631 (1997). Tabela 5.1. Srednje efektivne vrednosti vrednovanog ubrzanja korisnika autobusa Za generisanu pobudu asfalt-beton u vrlo dobrom stanju vibracije ne utiču na komfor vozača i putnika1. Srednja efektivna vrednost ubrzanja za putnika2 za brzinu autobusa od 100 km/h iznosi 0.62 m/s2. Prema kriterijumima vrednovanja, koje propisuje standrad ISO 2631 (1997), vibracije imaju uticaj na komfor putnika2 označen sa “prilično neudoban“. vozač putnik1 putnik2 Srednja efektivna vrednost vrednovanog ubrzanja [m/s2] 100 0.23 0.3 0.62 Vrsta i stanje kolovoza Asfalt-beton (vrlo dobar) Brzina autobusa [km/h] 5.Oscilatorni modeli vozila 63 5.2.3. Analiza uticaja oscilatornih parametra sedišta na komfor vozača U tabeli 5.2 date su srednje efektivne vrednosti vrednovanog ubrzanja vozača za krutosti opruga od 5000 N/m, 10000 N/m i 15000 N/m i koeficijente prigušenja amortizera sedišta vozača od 400 Ns/m, 750 Ns/m i 1000 Ns/m. Tabela 5.2. Srednje efektivne vrednosti vrednovanog ubrzanja vozača Najnižu srednju efektivnu vrednost vrednovanog ubrzanja od 0.17 m/s2 obezbeđuje opruga krutosti od 5000 N/m i koeficijent prigušenja amortizera od 750 Ns/m. Najviša srednja efektivna vrednost vrednovanog ubrzanja vozača iznosi 0.31 m/s2 za krutost opruge od 15000 N/m i koeficijent prigušenja amortizera od 400 Ns/m. Za realne oscilatorne parametere vozačevog sedišta efektivna vrednost vrednovanog ubrzanja iznosi 0.23 m/s2. Na slici 5.10 predstavljena je zavisnost srednje efektivne vrednosti vrednovanog vertikalnog ubrzanja vozača u funkciji od krutosti opruge i koeficijenta prigušenja amortizera. Slika 5.10. Srednja efektivna vrednost vrednovanog vertikalnog ubrzanja vozača u funkciji od koeficijenta krutosti opruge i koeficijenta prigušenja amortizera vozačevog sedišta 400 750 1000 10000 0.28 0.23 0.22 15000 0.31 0.26 0.24 0.18 Krutost opruge [N/m] Prigušenje amortizera [Ns/m] 5000 0.2 0.17 5.Oscilatorni modeli vozila 64 Uočava se da niže srednje efektivne vrednosti ubrzanja obezbeđuju sedišta sa oprugama manjih krutosti i sa amortizerima viših prigušenja. Sedišta sa oprugama viših krutosti i nižih vrednosti prigušenja amortizera povećavaju srednje efektivne vrednosti ubrzanje vozača. 5.2.4. Vreme izlaganja vozača vibracijama u odnosu na kriterijum umanjenog komfora Na slici 5.11 su prikazane linije za vrednovanje dejstva oscilacija u z-pravcu na komfor prema ISO 2631 (1985) i proračunate RMS krive za oscilatorne paramtere sedišta. Slika 5.11. Vreme izlaganja vozača oscilacijama u pravcu z-ose za kriterijum umanjenog komfora Uočava se da se dozvoljeno vreme izlaganja tela vozača oscilacijama smanjuje sa povećavanjem krutosti opruge vozačevog sedišta. Za sedište vozača sa realnim oscilatornim parametrima (csv=10000 N/m, bsv=750 Ns/m) dozvoljeno vreme izlaganja vozača vertikalnim vibracijama iznosi približno 16 časova. Ako se krutost opruge smanji za 50%, dozvoljeno vreme izlaganja se poveća za približno 50%, i obrunuto. Za sedišta sa oprugama krutosti od 5000 N/m i 15000 N/m dozvoljena vremena izlaganja vozača vibracijama, prema rezultatima sprovedene simulacije, iznose približno 24 časa i 8 časova (slika 5.11). 5.Oscilatorni modeli vozila 65 5.2.5. Kratak zaključak istraživanja Za brzinu autobusa od 100 km/h i pobudu asfalt-beton u vrlo dobrom stanju prema kriterijumima vrednovanja iz standarda ISO 2631 (1997) vibracije imaju uticaj na komfor putnika na zadnjem prepustu autobusa. Prema rezultatima sprovedene simulacije bolji oscilatorni komfor vozača obezbeđuju sedišta sa oprugama nižih krutosti i amortizerima sa relativno nižim prigušenjima. Sedišta sa oprugama manjih krutosti obezbeđuju duže dozvoljeno vreme izlaganja vibracijama za kriterijum umanjenog komfora. U istraživanjima (Sekulić i Dedović, 2011; Sekulić i ostali, 2013) izvršena je analiza oscilatornog komfora korisnika (vozača i putnika) dva tipa autobusa domaćeg proizvođača - IK 103P i IK 301. Analizu oscilatorne udobnosti omogućila su dva orginalna oscilatorna modela vozila. Na osnovu rezultata istraživanja pokazano je da komfor putnika autobusa značajno zavisi od položaja sedišta u autobusu. Ovo je takođe tačno i za druga kopnena saobraćajna sredstva namenjena prevozu putnika (npr. šinska putnička vozila (Ismail i ostali, 2010; Kardas-Cinal, 2010)). Na osnovu rezultata istraživanja nastala je ideja da se definišu i odrede zone jednakog oscilatornog komfora u autobusu. Zone jednakog oscilatornog komfora vozila je novi termin koji ranije nije definisan u oblasti vertiklane dinamike vozila. Zona jednakog oscilatornog komfora u sredstvima nemenjenim za prevoz putnika može se definisati kao skup sedišta na kojima korisnici vozila imaju približno isti oscilatorni komfor. Definisane oscilatorne zone vozila bi ukazale na sedišta u vozilu koja imaju umanjenu oscilatornu udobnost. Da bi u vozilu mogle da se odrede oscilatorne zone neophodno je da se odredi komfor korisnika na svakom sedištu vozila. Određivanje komfora svakog korisnika u vozilu eksperimentalnim putem bi bilo nepraktično i teško izvodljivo. Praktičan način da se odrede oscilatorne zone vozila omogućila bi simulacija i odgovarajući validiran oscilatorni model vozila. Kako su kopnena saobraćajna sredstva za prevoz putnika (npr. autobusi i šinska vozila) u konstruktivnom pogledu (u odnosu na njihovo oscilatorno ponašanje) slična (Janićijević i ostali, 1998; Iwincki, 2006), ideja je da se prvo definiše 5.Oscilatorni modeli vozila 66 opšti oscilatorni model. Opšti oscilatorni model treba da bude tako definisan da obuhvati sve elemente koji su važni i imaju uticaja na oscilatorno ponašanje vozila, da omogući analizu oscilatorne udobnosti svih korisnika vozila i da može da se unapredi u cilju približavanja modela realnom vozilu. Na osnovu opšteg modela definisaće se orginalni prostorni model međugradskog autobusa IK 301, koji će poslužiti kao konkretan primer za određivanje zona jednakog oscilatornog komfora (glava 7 i 9). Na slici 5.12 prikazano je jedno šinsko putničko vozilo sa sedištima i naznačenim primerima oscilatornih zona. Izvor: Rusov, 2012. Slika 5.12. Šinsko putničko vozilo sa sedištima i naznačenim oscilatornim zonama 6. Programski paketi za složene dinamičke analize vozila 67 6. Programski paketi za složene dinamičke analize vozila Postoji veliki broj programskih paketa za simulaciju dinamičkog ponašanja vozila. Oni se mogu svrstati u četiri grupe (Crolla i Horton, 1993): • Specijalizovani simulacioni kodovi; • Numerički “multibody“ simulacioni softveri (npr. MSC.ADAMS); • Simbolički “multibody“ simulacioni softveri; • Alati (toolkits) (npr. Matlab); Specijalizovani simulacioni kodovi razvijeni su u cilju rešavanja specifične grupe problema u dinamici vozila. To su namenski kodovi koji omogućavaju obavljanje određenih tipova simulacija na modelima vozila. Za određeno vozilo definiše se set (diferencijalnih i algebarskih) jednačina kretanja koje se zatim ugrađuju u kompjuterski program. Ovakvi programi omogućavaju da se simulacija obavlja sa različitim setom vrednosti za parametre modela, a izlazne veličine su najčešće u funkciji od vremena. Tipičan primer ovakve vrste programa je AUTOSIM namenjen za analize upravljivosti vozila. Program je razvijen kao simbolički kod sa ciljem da omogući obavljanje brzih simulacija, a korisnik ima mogućnost izbora modela vozila različite složenosti. Program HVOSM (Highway Vehicle Object Simulation Model) takođe spada u ovu grupu kompjuterskih programa, a razvio ga je Institut za istraživanje transporta na Univerzitetu Mičigen (The University of Michigan Transport Research Institute - UMTRI). Program HVOSM uključuje različite modele za pneumatike i za sistem oslanjanja i može da se koristi za analize sudara kao i za analize oscilatornog komfora i upravljivosti vozila. U specijalizovane kodove za dinamiku vozila spadaju i LVDS (Light Vehicle Dynamics Simulation) razvijen na Univerzitetu Misuri; VDANL (Vehicle Dynamics Analysis, Non- Linear) razvijen od strane Systems Technology Inc.; ADVS (Advanced Dynamic Vehicle Simulation) razvijen na Univerzitetu Misuri (McCarthy, 1998). “Multibody“ programski paketi su najpoznatiji kada je reč o modeliranju vozila i za obavljanje simulacija u dinamici vozila (Schiehlen, 1997; Kvasnička i Palčak, 1996). 6. Programski paketi za složene dinamičke analize vozila 68 “Multibody“ programski paketi automatizuju proces kreiranja matematičkog modela mehaničkih sistema tj. automatski generišu i rešavaju diferencijalne jednačine kretnja. Pomoću takvih programskih paketa moguće je izgraditi modele mehaničkih sistema koji sadrže skoro sve elemente od kojih je sastavljen realan sistem. Ovakav način modeliranja konceptualno je prihvatljiv, ali i komplikovan, jer zahteva veliku količinu ulaznih podataka, generisanje velikog broja jednačina i ozbiljnu snagu računara. “Multibody“ programski paketi mogu se podelti u dve grupe (Blundell i Harty, 2004). U prvou grupu spadaju paketi gde se jednačine kretanja generišu u numeričkom obliku i rešavaju se metodama numeričke integracije koje sadrži sam programski paket. Korisnik nema pristup generisanim jednačinama kretanja. Nedostatak ove grupe paketa je taj što svaki put kada se promeni vrednost jednog prametra modela, jednačine kretanja za obavljanje simulacije se generišu iznova. U ovu grupu paketa spada MSC.ADAMS. U drugu grupu spadaju relativno noviji programski paketi kod kojih se jednačine kretanja generišu u algebarskoj tj. simboličkoj formi. U ovakvim paketima jednačine kretanja se zapisuju u posebne fajlove, tako da korisnik ima mogućnost pristupa i mogućnost analiziranja generisanih jednačina kretanja. Za njihovo rešavanje često se koriste poseban integrator. Glavna prednost ove grupe paketa u odnosu na prethodnu je ta što se, u slučaju promene vrednosti nekog parametra modela, jednačine kretanja ne generišu ponovo što omogućava brzo obavljanje simulacija. Alati (toolkits) naročito su pogodni za jednostavnije modele dinamike vozila (sa manjim brojem stepeni slobode) za koje se diferencijalne jednačine najčešće ručno izvode. Da bi se obavila simulacija od korisnika se zahteva da napiše odgovarajući programski kod za rešavanje diferencijalnih jednačina kretanja u nekom od programskih paketa (npr. Matlab (Matrix laboratory), Mathcad). Postoji i alati koji poluautomatizuju generisanje diferencijalnih jednačina kretanja, a od korisnika se zahteva da definiše jednostavne jednačine za sistem u simboličkom obliku. Program VDAS (Vehicle Dynamics Analysis Software) koristi ovaj pristup, gde se pomoću “pre-processing“ modula olakšava generisanje jednačina kretanja za sistem koji se razmatra (Crolla i Horton, 1993). 6. Programski paketi za složene dinamičke analize vozila 69 6.1. Softver MSC.ADAMS Programski paket ADAMS (Automatic Dynamic Analisys of Mechanical System) zasnovan je na teoriji koju je razvio Nick Orlandea na univerzitetu Mičigen, Ann Arbor, 1973. godine. Ovaj program je bio unapređenje prethodnih softvera (DAMN10 10 Do kraja 1969. godine Chace and Korybalski su završili orginalnu verziju softvera DAMN (Dynamic Analysis of Mechanical Networks). To je bio prvi program koji je omogućavao vremenske zapise izlaza za sistem sa velikim dinamičkim pomeranjima. - Dynamic Analysis of Mechanical Networks, DRAM - Dynamic Response of Articulated Machinery). Jedan od glavnih poboljšanja ADAMS-a je simulacija kretanja mehaničkih sistema u prostoru. Dalje razvijanje ADAMS-a nastavila je kompanija Mechanical Dynamics Incoporated (MDI), USA, koja je oformljena 1980. godine. Od 1980. godine ADAMS je komercijalno dostupan softverski paket. MDI postaje deo kompanije MSC.Software 2002. godine. MSC.ADAMS spada u grupu moćnih “multibody“ programskih paketa i predstavlja skup softverskih proizvoda koji mogu da se klasifikuju u četiri grupe: osnovni softveri, pomoćni softveri, softveri namenjeni za specifične industrije i softveri za rad sa CAD paketima. Osnovni softveri (ADAMS/Solver, ADAMS/View i ADAMS/PostProcessor) predstavljali su osnovu za razvoj ostalih grupa softvera MSC.ADAMS-a. Druga grupa softvera unapređuje karakteristike modeliranja koje nude osnovni softveri (omogućavaju modeliranje elastičnih tela, analize vibracija i izdržljivosti elemenata i dr.). Pored toga, korisnicima obezbeđuju sofisticirane alate za eksperementisanje sa virtuelnim prototipovima. Neki od proizvoda koji spadaju u ovu grupu su: ADAMS/Insight, ADAMS/Flex, ADAMS/Controls, ADAMS/Vibration, ADAMS/Durability. Treća grupa softvera namenjena je za brzu izgradnju i testiranje modela pomoću standardnih i prilagođenih šablona. Ovde spadaju proizvodi ADAMS/Car, ADAMS/Truck, ADAMS/Chassis, ADAMS/Tire, ADAMS/Driver, ADAMS/Driveline, ADAMS/Aircraft, ADAMS/Rail. Navedeni softveri koriste se u automobilskoj, avio i železničkoj industriji. Četvrta grupa softvera (npr. softver ADAMS/Exchange) omogućava korisniku prenos podataka iz CAD/CAM/CAE paketa u radno okruženje ADAMS-a. 6. Programski paketi za složene dinamičke analize vozila 70 ADAMS/Solver je ključni program. Naročito je pogodan za analize kompleksnih mehaničkih sistema u kojima elementi mogu da imaju velika pomeranja. Njegove važne numeričke mogućnosti obezbeđuje proveru definisanih modela, formiranje i rešavanje jednačina kretanja prilikom analiza statičkog, kvazi-statičkog, kinematičkog i dinamičkog ponašanja. ADAMS/Solver koristi Euler-Lagrange metodu prilikom automatskog formiranja jednačina kretanja. Po formiranju diferencijalnih jednačina kretanja i algebarskih jednačina pomoću kojih se opisuju veze u sistemu, simulacioni kod ADAMS/Solver-a uvodi nove zavisne promenljive. Time je omogućeno svođenje diferencijalnih jednačina drugog reda na prvi red, a kao krajnji rezultat dobija se sistem nelineranih diferencijalnih i algebarskih jednačina (DAE - Differential and Algebraic Equations). Za rešavanje sistema nelinearnih jednačina ADAMS/Solver koristi sofisticirane numeričke integratore (GSTIF, WSTIF, Runge-Kuta, ABAM). Najširu primenu ima GSTIFF (Gear Stiff) integrator. GSTIFF integrator koristi formulu za diferenciranje unazad i Newton-Raphson algoritam za numeričku integraciju diferencijalnih jednačina (Negrut i Dyer, 2004). Postupak zapisivanja diferencijalnih jednačina u ADAMS/Solver-u detaljno je prikazan u (Negrut i Dyer, 2004; McConville i McGrath, 1998; Blundell i Harty, 2004). Priprema modela u ADAMS/Solveru sprovodi se pomoću komandi zapisanih u tekstualni fajl (.adm fajl) pomoću tekstualnih editora (npr. Notepad, Word) poštujući sintaksu programskog jezika FORTRAN. Odgovarajućim komandama i izrazima opisuju se i definišu kruta tela od kojih je model sastavljen, veze koje ih povezuju, sile koje deluju u sistemu, pomeranja, markeri, sistem jedinica i dr. U poseban tekstualni fajl (.acf fajl) pomoću komandi definiše se simulacija koja se želi sprovesti, pa se zatim učitava u ADAMS/Solver. Potom se rezultati simulacije smeštaju u tekstualne fajlove (.out, .gra, .req, .res fajlovi), a onda se učitavaju u modul ADAMS/PostProcessor radi njihove vizualizacije, analize i obrade. Rezultate simulacije je u ADAMS/Postprocessor-u moguće prikazati tabelarno, grafički, u vidu izveštaja i animacija. Za razliku od ADAMS/Solvera, korisnik ADAMS/View-a je oslobođen pisanja programskog koda za simulaciju. ADAMS/View ima jedinstveno user-friendly grafičko okruženje koje korisniku omogućava modeliranje mehaničkih sistema, simulacije kretanja u ravni i prostoru, vizuelizacije, analize i obrade rezultata sprovedenih 6. Programski paketi za složene dinamičke analize vozila 71 simulacija. To je omogućeno integrisanjem ADAMS/Solver-a i ADAMS/PostProcessor-a u ADAMS/View (Mechanical Dynamics, Incorporated, 2002). Modul ADAMS/View nudi više biblioteka sa komponentama koje se koriste u procesu definisanja modela, tj. virtuealnog prototipa realnog sistema. Model se sklapa na sličan način kao što se sklapa fizički prototip - u grafičkom editoru kreiraju se delovi (kruta i elastična tela), povezuju se odgovarajućim vezama, uvode se sile i pomeranja u sistem. Posle izgradnje modela, a pre pokretanja simulacije, ADAMS/Solver proverava da li su svi delovi u sistemu ispravno povezani (assemble simulacija). U ovom radu za kreiranje prostornog oscilatornog modela korišćen je modul ADAMS/View programskog paketa MSC.ADAMS (verzija MD ADAMS M3). 6.2. Upoteba programskog paketa MSC.ADAMS u automobilskoj industriji Jedna od glavnih svrha upotrebe programskog paketa MSC.ADAMS u automobilskoj industriji je analiziranje performansi podsistema vozila i celog vozila sprovođenjem simulacija na odgovarajućim modelima. Veliku primenu programski paket MSC.ADAMS je našao kod analiziranja problema nelineranih vibracija koje potiču od pogonskog agregata i sistema za prenos snage. Takođe, često se koristi za analiziranje performansi modela sistema za oslanjanje vozila kroz ceo opseg vrednosti pomeranja od najvišeg do najnižeg položaja točka pre sklapanja modela celog vozila. Ceo model vozila koristi se za analize oscilatornog ponašanja i upravljivosti vozila, analize izdržljivosti i sudara vozila (Mrazek i Marzy, 2000; Wang i Liu, 2010; Li i Li, 2007; Juan i ostali, 1996; Jeong-Hyun i ostali, 2010; Costa Neto i ostali, 1998; Prem i ostali, 2002; Da Cunha i ostali, 2001; Hix i ostali, 2000). Model celog vozila može da uključuje elemente kao što su telo (karoserija) vozila, pomoćna šasija, poluge sistema oslanjanja, stabilizator, sistem za upravljanje, motor, sistem za prenos snage i pneumatike. Jedan od prvih modula ADAMS-a za primenu u automobilskoj industriji bio je program ADAMS/Vehicle razvijen za komercijalnu upotrebu. Program je omogućavao kreiranje sistema oslanjanja vozila, analize, obradu podataka i prikazivanje rezultata bez detaljnog poznavanja MSC.ADAMS-a. Program je, takođe, omogućavao automatsko 6. Programski paketi za složene dinamičke analize vozila 72 generisanje celog modela vozila. Baza podatka programa imala je veliki broj različitih modela sistema oslanjanja, a priprema podataka se vrlo lako obavljala unošenjem odgovarajućih vrednosti za parametre pomoću menija na ekranu. Kasnije je program ADAMS/Vehicle zamenjen sa poboljšanim verzijama koje su namenski razvijene za potrebe modeliranja sistema oslanjanja vozila i celog vozila - ADAMS/Car i ADAMS/Chassis. U realizaciji ADAMS/Car-a učestvovali su poznati i veliki proizvođači vozila: Audi, BMW, Renault i Volvo. Ovi proizvođači su definisali tipove sistema oslanjanja u bazi podatka ADAMS/Car-a, simulirane manevre, izlazne veličine simulacija i njihov način prezentovanja. Na slici 6.1 dat je primer grafičkog interfejsa za softver ADAMS/Car. Korisnički interfejs ADAMS/Car-a razvijen je na osnovu grafičkog okruženja modula ADAMS/View-a i ima dva moda: korisnički mod za eksperte i standardni mod namenjen inženjerima. Slika 6.1. Radno okruženje softvera ADAMS/Car ADAMS/Chassis je za svoje potrebe razvila kompanija Ford kasnih osamdesetih. Orginalni naziv programa je ADAMS/Pre i korišćen je za pripremu podatka tj. automatsko generisanje modela u tekstualnim fajlovima. Novije verzije su unapređene i korisniku omogućavaju obavljanje simulacija i prikazivanje i obradu rezultata simulacije. Grafički interfejs ovog programa sadrži kolone za unošenje podataka i 6. Programski paketi za složene dinamičke analize vozila 73 prikazan je na slici 6.2. Da bi se simulacije korektno obavile od korisnika se zahteva poznavanje programskih jezika ADAMS/Solver-a, FORTRAN i C++. Slika 6.2. Radno okruženje softvera ADAMS/Chassis U (Blundell i Harty, 2004; Blundell, 1997) autori navode sisteme koji su specijalno bili razvijeni za modeliranje vozila. Nekoliko velikih proizvođača automobila razvili su sopstvene sisteme za projektovanje vozila sa integrisanim paketom ADAMS. Primeri su sistemi AMIGO u Audiju; MOGESSA (Modulares Gesamtfahrzeug Simulationssystem in ADAMS) u Volkswagen-u za analizu kinematskih/elastokinematskih karakteristika sistema oslanjanja; WOODS razvijen za Ford u Velikoj Britaniji; SARAH (Suspension Analyses Reduced ADAMS Handling) u Fiat-u razvijen od strane Fiat Research Centre Handling Group; SUSAN (SUSpension ANalysis) u Volvu za analizu elastokinematskih karakteristika sistema oslanjanja. 6.3. Proces modeliranja mehaničkih sistema u modulu ADAMS/View programskog paketa MSC.ADAMS Izgradnja modela u modulu ADAMS/View obavlja se u nekoliko koraka: analizira se realni mehanički sistem za koji se model definiše, definišu se tela (kruta ili elastična) u grafičkom okruženju ADAMS/View, definišu se veze između tela, uvode se sile i pomeranja u sistem (Mechanical Dynamics, Incorporated, 2001). 6. Programski paketi za složene dinamičke analize vozila 74 Analiziranje realnog sistem podrazumeva utvrđivanje dimenzija, položaja, tačaka vezivanja, vrste veza za važne komponenata sistema, tj. komponente koje imaju značajan uticaj na pojavu koja se ispituje. Po završetku analize poželjno je da se realni sistem predstavi kao skica sa ucrtanim svim važnim komponentama (delovima, vezama, silama i pomeranjima). Ovaj korak omogućava modelaru pregled elemenata koji ulaze u sastav modela i procenu stepeni slobode modela kao i razumevanje rada mehaničkog sistema. Na slici 6.3 dat je primer skice sistema oslanjanja sa dve poprečne vođice sa označenim komponentama i njihovim vezama. Izvor: Blundell, 2004. Slika 6.3. Skica sistema oslanjanja sa dve poprečne vođice U radnom okruženju modula ADAMS/View modelar definiše položaj tela u odnosu na referetni (globalni) koordinatni sistem koji je postavljen na nepokretnom delu GROUND. Modelar bira odgovarajući geometrijski oblik tela za određenu komponentu iz raspoložive biblioteke ili ih sam definiše. Takođe, može da ih i uveze u grafičko okruženje ADAMS/View-a ukoliko su definisani u nekom od CAD programa (fajlovi formata Parasolid, STEP, IGES, DXF, and STL/SLA). Korisnik može za tela da definiše vrednosti za važne veličine kao što su masa, položaj težišta i momente inercije. Svakom krutom telu koje se definiše u ADAMS/View-u pripisuje se lokalni koordinatni sistem. Pomoću lokalnog koordinatnog sistema određuje se mesto i položaj tela u 6. Programski paketi za složene dinamičke analize vozila 75 odnosu na globalni koordinatni sistem. Takođe, svakom krutom telu pripisuje se set koordinatnih sistema (tkz. markeri) pomoću kojih se definiše položaj težišta, mesto i orijentacija uvedenih veza, pravac i smer dejstva sile na telo i dr. Na slici 6.4 prikazano je grafičko radno okruženje softvera ADAMS/View sa bibliotekama za delove (kruta i elastična tela, markere, konstrukcione tačke i dr.), veze, sile i pomeranja. Slika 6.4. Radno okruženje softvera ADAMS/View Nakon definisanja krutih tela, ona se povezuju pomoću odgovarajućih veza. Veze nameću ograničenja za pomeranje tela i ukidaju stepene slobode. Postoje dva tipa veza: standardne veze i ograničene veze (joint primitives). Standardne veze (npr. obrtna veza, translatorna veza) imaju svoje fizičke dvojnike (npr. šarke, klizač i vođica). Druga grupa veza postavlja ograničenja na relativna pomeranja, npr. veza koja dopušta da se jedno telo uvek pomera paralelno u odnosu na drugo telo. Na slici 6.5 predstavljeno je osam veza koje se vrlo često koriste prilikom izgradnje modela (Blundell, 1998; Mechanical Dynamics, Incorporated, 2002). 6. Programski paketi za složene dinamičke analize vozila 76 Izvor: Blundell, 2009. Slika 6.5. Najčešće korišćene veze pri izgradnji modela Posle uspostavljanja veza, u sistem se uvode sile i pomeranja. Biblioteka sa silama uključuje generalizovane sile i momente, sile u elastičnim vezama (spring-damper elementi, bushing elementi), specijalne (posebne) sile (npr. aerodinamička opterećenja) i sile koje se javljaju prilikom kontakta dva tela. Za svaku silu koja se uvodi u sistem potrebno je definisati telo, odnosno tela na koje sila deluje, tačku/tačke u kojima deluje sila, intezitet i smer dejstva sile. Korisnik može da definiše komplikovane matematičke izraze za opis sila pomoću ADAMS/View-og alata Function Builder (Mechanical Dynamics, Incorporated, 2001). Uvedene sile, za razliku od uvedenih pomeranja, ne ukidaju stepene slobode mehaničkog sistema. Pomeranja u sistemu definišu se u odogovarajućim vezama (translatornim, obrtnim i cilindričnim) i to isključivo u funkciji od vremena. Uvedena pomeranja smanjuju broj stepeni slobode mehaničkog sistema. Definisanje i priprema modela (preprocessing) jedan je od najzahtevnijih i najobimnijih poslova u radu sa programskim paketom MSC.ADAMS. Model iz ADAMS/View-a moguće je sačuvati kao binarni fajl (.bin fajl) ili kao tekstualne fajlove (.cmd fajl, .adm fajl). 7. Oscilatorni model saobraćajnih sredstava za prevoz putnika 77 7. Oscilatorni model saobraćajnih sredstava za prevoz putnika U ovom delu biće definisan opšti oscilatorni model kopnenih saobraćajnih sredstava za transport putnika (drumska i šinska vozila) pomoću koga će moći da se analizira oscilatorna udobnost svih korisnika (vozača i putnika) vozila. Kopnena saobraćajna sredstva za transport putnika mogu se predstaviti kao sistem krutih tela koja su međusobno povezana pomoću elasto-prigušnih veza. Da bi se modeliranjem došlo do praktičnih rešenja neophodno je da se uvedu razne pretpostavke i uprošćenja, kako bi model bio praktičan i obezbedio analizu određenog ponašanja koje je bitno za cilj istraživanja. Opšti oscilatorni model bi trebao da obuhvati važne elemente (kruta tela i veze) koji imaju značajan uticaj na oscilatorno ponašanje vozila i oscilatorni komfor korisnika, kao na primer, elastično-oslonjenu masu vozila (telo vozila), sedišta korisnika, osovine, sisteme oslanjanja i točkove. Na slikama 7.1 i 7.2 prikazano je drumsko i šinsko vozilo za prevoz putnika kao sistem krutih tela. Slika 7.1. Drumsko vozilo kao sistem krutih tela Izvor: Buonsanti i Leonardi, 2012; Brčić, 2012. Slika 7.2. Šinsko vozilo kao sistem krutih tela 7. Oscilatorni model saobraćajnih sredstava za prevoz putnika 78 U daljem tekstu biće uporedno prikazane sličnosti i razlike između elementa (krutih tela i njihovih veza) za drumska i šinska transportna sredstva za prevoz putnika koje bi opšti oscilatorni model trebao da sadrži. Uporedna analiza obezbediće osnovu za definisanje opšteg oscilatornog modela pomoću koga će moći da se istražuje pre svega oscilatorni komfor putnika. Opšti oscilatorni model će biti izgrađen pomoću modula ADAMS/View programskog paketa MSC.ADAMS. 7.1. Elastično-oslonjena masa vozila Drumska i šinska vozila namenjena za transport putnika imaju elastično-oslonjenu masu (telo vozila) sa sedištima za putnike. Na slikama 7.3 (a) i 7.3 (b) prikazani su primeri elastično-oslonjene mase sa sedištima za jedan autobusa i jedno šinsko putničko vozilo. Telo vozila može da se modelira kao kruto ili kao elastično (Tianfei i ostali, 2010; Eriksson i Friberg, 2000). U ovom radu telo vozila će biti posmatrano kao jedno kruto telo. Na slici 7.4 prikazana je oslonjena masa vozila sa sedištima modelirana kao kruto telo u softveru ADAMS/View. Geometrijski parametri oslonjene mase (npr. dužina, visina i širina) i maseni parametri (masa i momenti inercije) se, u radnom okruženju softvera ADAMS/View, na jednostavan način mogu menjati i prilagođavati određenom tipu vozila pomoću komandi za podešavanje pomenutih parametara. Izvor: Nijemčević i ostali, 2001; Iwincki, 2006. Slika 7.3. Karoserija sa sedištima a) autobusa i b) šinskog putničkog vozila 7. Oscilatorni model saobraćajnih sredstava za prevoz putnika 79 Slika 7.4. Oslonjena masa vozila kao kruto telo sa putničkim sedištima 7.2. Sedišta putnika i vozača Vibracije se u vozilu preko sedišta prenose na tela korisnika. Sedišta putnika kod kopnenih saobraćajnih sredstava za prevoz putnika su kruto oslonjena, a prigušenje vibracija se obavlja samo pomoću elastičnih jastuka na sedištima. Sedište vozača, za razliku od sedišta putnika, poseduju sopstveni sistem elastičnog oslanjanja koji im omogućava komforniju vožnju. U softveru ADAMS/View sedišta korisnika mogu da se modeliraju kao kruta tela povezana sa karoserijom vozila pomoću translatornih veza. Translatorne veze dopuštaju kretanje krutog tela samo u vertikalnom pravcu. Radi ocene uticaja vibracija na komfor korisnika, na sedištima mogu da se postave markeri za prikupljanje signala translatornih ubrzanja za pravce x, y i z-osa. Na slikama 7.5 i 7.6 prikazana su sedišta vozača i putnika jednog autobusa i šinskog putničkog vozila. Na slici 7.7 prikazan je model sedišta formiran u ADAMS/View softveru. Slika 7.5. Sedište a) vozača i b) putnika autobusa 7. Oscilatorni model saobraćajnih sredstava za prevoz putnika 80 Slika 7.6. Sedište a) vozača i b) putnika putničkog šinskog vozila Slika 7.7. Model sedišta u softveru ADAMS/View 7.3. Osovine vozila, točkovi i sistemi oslanjanja Sistemi oslanjanja kod drumskih transportnih sredstava za prevoz putnika mogu biti zavisni - sa krutom osovinom ili nezavisni - sa točkovima koji su pojedinačno oslonjeni. Oscilatorna pobuda (neravnost podloge) se preko elastičnih točkova prenosi na osovine vozila. Krute osovine, kod vozila koje imaju točkove sa pneumaticima pri kretanju po neravnoj podlozi, osciluju na elastičnim pneumaticima. Na slici 7.8 prikazan je primer prednje i zadnje krute osovine jednog autobusa. Izvor: Mladenovic, 1997. Slika 7.8. Krute osovine autobusa a) prednja i b) zadnja 7. Oscilatorni model saobraćajnih sredstava za prevoz putnika 81 Šinsko putničko vozilo ima krutu osovinu (slika 7.9(a)) koja je povezana sa postoljem pomoću kućišta za osovine (slika 7.9(b)). Jedno postolje najčešće ima dva para krutih osovina (slika 7.9), a šinsko putničko vozilo obično ima dva postolja (slika 7.10). Za razliku od drumskih sredstava za prevoz putnika, šinska putnička vozila imaju krute točkove. Oscilatorna pobuda (neravnost koloseka) se preko krutih točkova prenosi na krute osovine. Sa krutih osovina, oscilatorna pobuda se preko elemenata primarnog sistema oslanjanja prenosi na postolje šinskog vozila. Prilikom formiranja oscilatornog modela navedenu razliku u prenosu oscilatorne pobude kod drumskog i šinskog vozila treba uzeti u obzir. Izvor: Iwincki, 2006. Slika 7.9. Postolje šinskog putničkog vozila sa a) krutom osovinom i b) kućištem za osovinu Izvor: Iwincki, 2006. Slika 7.10. Šinsko putničko vozilo Kućište osovina sadrži elemente primarnog sistema oslanjanja - čelične opruge i hidraulične amortizere (slika 7.9(b)). Opruge i amortizeri su povezani za postolje vagona. Prilikom definisanja opšteg oscilatornog modela vozila, moguće je da se dve (a) (b) 7. Oscilatorni model saobraćajnih sredstava za prevoz putnika 82 (ili više) osovina na postolju zamene sa jednom ekvivalentnom osovinom. Pod ekvivalentnom osovinom podrazumeva se osovina koja je povezana sa postoljem vagona pomoću ekvivalentih opruga i ekvivalentih amortizera. Ekvivalentne krutosti opruga i ekvivalentna prigušenja amortizera mogu se, prema šemi prikazanoj na slici 7.11, proračunati na osnovu izraza [7.1] i [7.2]. Slika 7.11. Šematski prikaz a) šinskog vozila i b) ekvivalentne osovine 2 2 22 2 2 )()( b rbc b rbcc aae + + − = [7.1] 2 2 22 2 2 )()( b rbb b rbbb aae + + − = [7.2] Na oscilatorno ponašanje drumskih vozila značajan uticaj imaju pneumatici, a posebno karakteristike pneumatika u radijalnom pravcu. Karakteristike elastičnih pneumatika (krutost i prigušenje u radijalnom pravcu) drumskih sredstava za prevoz putnika (npr. autobusa), kao i karakteristike opruga (krutost) i hidrauličnih amortizera (prigušenje) primarnog sistema oslanjanja šinskog putničkog vozila, mogu se modelirati pomoću SPRING-DAMPER elemenata u softveru ADAMS/View (slika 7.12). Može se smatrati da pneumatik ima linearnu radijalnu karakteristiku (Miege, 2004; Pacejka, 2005). Sila prigušenja u pneumatiku je mala i često se zanemaruje. Karakteristike elastičnog elementa (čelične opruge) i hidrauličkog amortizera primarnog sistema oslanjanja kod 7. Oscilatorni model saobraćajnih sredstava za prevoz putnika 83 šinskih vozila su uglavnom nelinearne (Iwincki, 2006.). Nelinerane i linearne karakteristike opruga i amortizera mogu da se definišu analitičkim izrazima pomoću ADAMS/View-ovg alata Function builder. Funkcija SPLINE omogućava da se u oscilatorni model učitaju karatkeristike opruga i amortizera, zapisane u tekstualnim fajlovima, a koje su dobijene laboratorijskim istraživanjem. Slika 7.12. SPRING-DAMPER elementi za modeliranje radijalne karakteristike pneumatika, elastičnih i prigušnih elemenata sistema oslanjanja Dominantna oscilatorna kretanja krutih osovina kod vozila sa elastičnim pnumaticima su vertikalno pomeranje i ugaono pomeranje oko podužne težišne ose osovine. Dominantna oscilatorna kretanja postolja šinskog vozila su vertikalno pomeranje, ugaona pomeranja oko podužne i poprečne težišne ose postolja. Svođenjem na jednu ekvivalentnu osovinu, prilikom formiranja opšteg oscilatornog modela vozila, ukida se ugaono pomeranje postolja oko poprečne težišne ose (slika 7.11). Osovina drumskog vozila, odnosno postolje šinskog vozila, u softveru ADAMS/View može da se predstavi kao kruto telo sa odgovarajućom masom i momentima inercije (slika 7.12). Pomoću dve veze - Inline Primitive Joint i Parallel axes Primitive Joint kretanje krutog tela opšteg oscilatornog modela biće ograničeno na vertikalno pomeranje i ugaono pomeranje oko njegove podužne težišne ose (slika 7.13). 7. Oscilatorni model saobraćajnih sredstava za prevoz putnika 84 Slika 7.13. Uvedene veze za ograničavanje kretanja krutih tela (telo vozila i osovina/postolje) opšteg oscilatornog modela Savremena drumska sredstava za prevoz putnika (autobusi) imaju pneumatski sistem oslanjanja. Najznačajniji element ovih sistema je pneumatski oslonac ili pneumatski jastuk. Na slici 7.8 prikazan je pneumatski sistem oslanjanja jednog autobusa. Prednja i zadnja osovina autobusa povezane su sa karoserijom pomoću pneumatskih jastuka (vazdušnih opruga) i teleskopskih amortizera. Na prednjoj osovini se najčešće nalaze dva vazdušna jastuka i četiri teleskopska amortizera, a na zadnjoj osovini četiri vazdušna jastuka i četiri teleskopska amortizera (slika 7.8(a) i 7.8(b)). Postolje putničkog šinskog vozila povezano je sa karoserijom pomoću dva vazdušna jastuka koji čine sekundarni sistem elastičnog oslanjanja (slika 7.9). Karakteristike elemenata pneumatskog sistema oslanjanja mogu se, takođe, u softveru ADAMS/View definisati pomoću SPRING-DAMPER elemenata (slika 7.12). Telo vozila, posmatrano kao kruto telo, u prostoru ima šest stepeni slobode. Međutim, zbog veza neka pomeranja tela vozila su zanemarljiva (npr. ugaono pomeranje oko vertikalne težišne ose vozila (plivanje)). Dominantna oscilatorna pomeranja tela vozila su vertikalno pomeranje (gore-dole), ugaono pomeranje oko poprečne težišne ose (galopiranje) i ugaono pomeranje oko podužne težišne ose (ljuljanje) (Dedović, 1998). Da bi se u obzir uzela navedena dominantna oscilatorna pomeranja, karoserija opšteg oscilatornog modela vozila povezana je sa nepokretnim delom GROUND pomoću dve veze - Inline Primitive Joint i Perpendicular Primitive Joint (slika 7.13). Kombinacija ove dve veze dopušta translatorno pomeranje karoserije u vertikalnom pravcu i ugaona pomeranja karoserije oko podužne i poprečne težišne ose. 7. Oscilatorni model saobraćajnih sredstava za prevoz putnika 85 Da bi se u opšti oscilatorni model uvela oscilatorna pobuda (snimljena ili modelirana podužna neravnost kolovoza, odnosno koloseka) definisana su četiri kruta tela, tzv. četiri lažne mase koje su povezane sa delom GROUND translatornim vezama (slika 7.14). U translatornim vezama moguće je uvesti oscilatornu pobudu pomoću CUBSPL funkcije (Dong, 1997). Treba napomenuti da definisana kruta tela oscilatornog modela, tj. lažne mase, ukoliko je reč o šinskom vozilu, predstavljaju leve i desne krute točkove prednje i zadnje ekvivalentne krute osovine. Slika 7.14. Lažne mase i oscilatorna pobuda modela Na slici 7.15 dat je jedan primer realne neravnosti koloseka na levim i desnim točkovima jednog šinskog vozila. Izvor: Shust, 2007. Slika 7.15. Registrivana neravnost na levim i desnim točkovima šinskog vozila 7. Oscilatorni model saobraćajnih sredstava za prevoz putnika 86 7.4. Opšti oscilatorni model Na osnovu uporedne analize, zaključuje se da postoji velika sličnost između elemenata važnih za oscilatorno ponašanje drumskih i šinskih vozila, pa je moguće definisati jedan opšti oscilatorni model koji bi poslužio za analizu oscilatornog komfora putnika. Opšti oscilatorni model vozila izgrađen u ADAMS/View softveru prikazan je na slici 7.16. Odgovarajućim komandama u softveru ADAMS/View mogu se menjati vrednosti geometrijskih parametara vozila (međuosovinsko rastojanje, visina, širina i dužina karoserije, položaj sedišta korisnika), vrednosti oscilatornih parametara vozila (karakteristike krutosti i prigušenja svih sistema oslanjanja vozila) i vrednosti parametara mase vozila (mase sedišta, karoserije, osovina, momenti inercije karoserije i osovina i dr.). Slika 7.16. Opšti oscilatorni model vozila za analizu oscilatornog komfora Definisani opšti ocilatorni modela zamišljen je tako da može da se korisiti ne samo za analize oscilatorne udobnosti korisnika, već i za analize drugih problema vertikalne dinamike vozila (npr. ocenu aktivne bezbednosti vozila). Na osnovu opšteg oscilatronog modela, pomoću odgovarajućih komandi za podešavanje geometrijskih parametara vozila, mogu da se formiraju i oscilatorni modeli za specijalne autobuse, kao na primer autobusi na dva nivoa (double-decker autobusi). Na slici 7.17 prikazan je turistički autobus double-decker. Autobus ima tri osovine. Na slici 7.18 prikazan je oscilatorni model autobusa double-decker pomoću koga može da se analizira oscilatorni komfor putnika na sedištima koja su postavljena na dva nivoa. 7. Oscilatorni model saobraćajnih sredstava za prevoz putnika 87 Izvor: www.busevi.com. Slika 7.17. Autobus double-decker Slika 7.18. Oscilatorni model autobusa double-decker U sledećem delu na osnovu opšteg oscilatornog modela i uz njegove manje modifikacje biće definisan orginalni prostorni oscilatorni model za međugradski autobus IK 301. Ovaj model će, nakon obavljenje validacije, poslužiti za analizu komfora svih korisnika (vozača i putnika), za određivanje zona jednakog oscilatornog komfora u autobusu i dozvoljenog vremena izlaganja korisnika vibracijama. U obzir će biti uzeti realni parametri (geometrijski parametri, parametri mase i oscilatorni parametri) ovog autobusa. 7. Oscilatorni model saobraćajnih sredstava za prevoz putnika 88 7.5. Međugradski autobus IK 301 Autobus IK 301 (slike 7.19, 7.20) je autobus namenjen za međugradski prevoz putnika. Tehnički podaci ovog autobusa dati su u (Nijmčević i ostali, 2001). Izvor: Nijemčević i ostali, 2001. Slika 7.19. Međugradski autobus IK 301 Izvor: Nijemčević i ostali, 2001. Slika 7.20. Međugradski autobus IK 301 Autobus ima sistem oslanjanja sa krutim osovinama (Glumac i ostali, 2002). Prednja osovina (RABA/A 932.10) vezana je sa karoserijom pomoću dva vazdušna jastuka i četiri teleskopska amortizera (slika 7.8(a)), a zadnja osovina (RABA/A 109.29) pomoću četiri vazdušna jastuka i četiri teleskopska amortizera (slika 7.8(b)). 7. Oscilatorni model saobraćajnih sredstava za prevoz putnika 89 Autobus ima dva točka na prednjoj i četiri na zadnjoj osovini. Tip pneumatika je 295/80 R22.5. Dinamički poluprečnik točka iznosi 512 mm (Nijemčević i ostali, 2001). Sedišta vozača imaju pneumatski sistem oslanjanja, a sedišta putnika i suvozača su kruto oslonjena o karoseriju autobusa (slika 7.5). Sedišta putnika i suvozača imaju elastične jastuke pomoću kojih se obavlja prigušenje vibracija. Autobus ima 53 putnička sedišta, sedište za vozača i suvozača. 7.6. Oscilatorni model autobusa IK 301 u modulu ADAMS/View programskog paketa MSC.ADAMS Oscilatorni model autobusa IK 301 formiran je uzimajući u obzir sledeće pretpostavke: karakteristike svih elastičnih i prigušnih elemenata su linearne, točkovi autobusa su u stalnom kontaktu sa podlogom, autobus se kreće pravolinijski konstantnom brzinom, sva tela od kojih je formiran oscilatorni model autobusa su kruta i motor autobusa nije posmatrano kao posebno kruto telo, već zajedno sa karoserijom autobusa. Oscilatorni model autobusa IK 301 izgrađen je od krutih tela koja su međusobno povezana odgovarajućim vezama i elasto-prigušnim elementima. Uvedene veze ograničavaju slobodu kretanja krutih tela od kojih je sastavljen model u prostoru. Na slici 7.21 prikazani su modeli prednje i zadnje krute osovine autobusa IK 301. Prednja osovina vezana je za karoseriju pomoću tri podužne poluge i jedne poprečne poluge, a zadnja osovina pomoću dve podužne i dve kose poluge (slika 7.8). U modelu prednje osovine autobusa, funkcija poprečne poluge na prednjoj osovni modelirana je u okviru veze gornje (srednje) podužne poluge i noseće konstrukcije (slika 7.22(a)). Uspostavljanjem takve veze sprečeno je translatorno pomeranje prednje osovine u poprečenom (y)-pravcu. Translatorna pomeranja osovina autobusa u pravcu y-osa od malog su uticaja na oscilatorni komfor korisnika. Slika 7.21. Modeli a) prednje i b) zadnje osovina autobusa IK 301 7. Oscilatorni model saobraćajnih sredstava za prevoz putnika 90 Pneumatici oscilatornog modela autobusa IK 301 definisani su pomoću BUSHING elemenata (slika 7.22). Pomoću elementa BUSHING u softveru ADAMS/View modeliraju se gumeno elastični elementi opterećeni na pritisak i torziju. Ovaj element omogućava da se definišu linearne karakteristike pneumatika u radijalnom, poprečnom i podužnom pravcu. Izraz [7.3] definiše silu i moment uvijanja koje generiše element BUSHING                     +                                         −                                         −=                     3 2 1 3 2 1 66 55 44 33 22 11 66 55 44 33 22 11 00000 00000 00000 00000 00000 00000 00000 00000 00000 00000 00000 00000 T T T F F F V V V C C C C C C c b a z y x K K K K K K T T T F F F z y x z y x z y x z y x ω ω ω [7.3] gde je: (Fx,Fy,Fz) - komponente sile za pravce x, y i z ose; (Tx,Ty,Tz) - komponente momenta uvijanja za pravce x, y i z ose; (K11, K22, K33) - koeficijenti krutosti elastičnog elementa za pravce x, y i z ose; (K44,K55,K66) - koeficijenti krutositi na uvijanje za pravce x, y i z ose; (x, y, z) - relativno pomeranje oslonaca (markera I u odnosu na marker J) elastičnog elementa izraženo preko x, y i z ose; (a, b, c) - relativni uglovi uvijanja krajeva elastičnog elementa (markera I u odnosu na marker J); (C11,C22,C33) - koeficijenti prigušenja elastičnog elementa za pravce x, y i z ose; (C44,C55,C66) - koeficijenti prigušenja na uvijanje elastičnog elementa za pravce x, y i z ose; (Vx, Vy, Vz) - relativna brzina pomeranja oslonaca (markera I u odnosu na marker J) elastičnog elementa za pravce x, y i z ose; 7. Oscilatorni model saobraćajnih sredstava za prevoz putnika 91 (Wx,Wy,Wz) - relativna ugaona brzina uvijanja krajeva elastičnog elementa (markera I u odnosu na marker J); (F1, F2, F3) - komponente predopterećajne sile za pravce x, y i z ose; (T1, T2, T3) - komponente početnog momenta uvijanja za pravce x, y i z ose; Slika 7.22. Model elastičnog pneumatika autobusa IK 301 Sedišta putnika, vozača i svozača zajedno sa telima korisnika definisana su kao kruta tela (slika 7.7). U masu sedišta uključena je masa korisnika. Linearne karakteristike elastičnih i prigušnih elementa sistema oslanjanja autobusa i sedišta svih korisnika definisani su pomoću SPRING-DAMPER elemenata. Sila u SPRING-DAMPER elementu linerano je zavisna od relativnog pomeranja i relativne brzine oslonaca (krajeva) ovog elementa (markera I i markera J, slika 7.23). Slika 7.23. SPRING-DAMPER element sa naznačenim markerima 7. Oscilatorni model saobraćajnih sredstava za prevoz putnika 92 Sila generisana pomoću SPRING-DAMPER elemenata data je izrazom [7.4]     = ≠+−−− = , ,)()( pp ppp LzzaF LzzaFLzcdtdzb F [7.4] gde je: z - rastojanje između oslonaca elementa; dz/dt - relativna brzina pomeranja oslonaca elementa; b - koeficijent prigušenja amortizera; c - koeficijent krutosti opruge; Lp - dužina predopterećene opruge (definiše referentnu dužinu opruge); Fp - sila predopterećenja (definiše referentnu silu u opruzi); Na slici 7.24 prikazan je oscilatorni model autobusa IK 301 dobijen na opisan način. Elementi oscilatornog modela autobusa IK 301 (ukupan broj krutih tela, uvedene veze i sile u modelu) dati su u tabeli 7.1. U prilogu 1 na slikama prikazan je model sa desne, prednje i zadnje strane, i pogled odozgo. Slika 7.24. Prostorni oscilatorni model autobusa IK 301 7. Oscilatorni model saobraćajnih sredstava za prevoz putnika 93 Tabela 7.1. Elementi oscilatornog modela autobusa IK 301 U tabeli 7.2 dat je pregled uvedenih veza između krutih tela oscilatornog modela autobusa IK 301 i stepeni slobode koje te veze ukidaju. Tabela 7.2. Pregled veza oscilatornog modela autobusa IK 301 i stepeni slobode koje uvedene veze ukidaju Izraz [7.5] predstavlja Gruebler-ova jednačinu za određivanje stepeni slobode (Degrees Of Freedom - DOF) mehaničkih sistema sastavljenih od krutih tela i veza. ∑∑ −∗−= j j i ii pomeranjaeogranicenjvezatelakrutihbrojDOF )()6*( [7.5] Prema Gruebler-ovoj jednačini, broj stepeni slobode oscilatornog modela autobusa IK 301 jednak je: 65*4)5**595**14**63**7()6*69( =−+++−= TPTVOVKVSVDOF [7.6] Pregled oscilatornog modela autobusa Vrednosti Pregled oscilatornog modela autobusa Vrednosti Kruta tela 69 Elemenati za sile u modelu : Veze između krutih tela modela : SPRING-DAMPER elementi 59 Obrtna veza 1 BUSHING elementi 4 Sferični zglob 7 Ukupan broj elemenata za sile 63 Translatorna veza 59 Uvedena pomeranja - CUBSPL funk. 4 Kardanov zglob 6 Ukupan broj veza 73 0 1 2 3 0 1 2 translatorna veza 3 sferični zglob kardanov zglob obrtna veza Stepeni slobode (rotaciona kretanja) St ep en i s lo bo de (tr an sla to rn a kr et an ja ) 8. Priprema za simulaciono istraživanje 94 8. Priprema za simulaciono istraživanje Da bi oscilatorni model mogao da se koristi u simulacijama, potrebno je sprovesti validaciju modela. Validacija oscilatornog modela sprovodi se poređenjem istih oscilatornih veličina utvrđenih simulacijom i ispitivanjem realnog vozila u približno istim uslovima. Ako su karakter promene oscilatorne vrednosti, rasponi i statistički parametri oscilatornih veličina približno jednaki, oscilatorni model verno odslikava ponašanje realnog vozila i može se koristiti za simulacione analize. 8.1. Validacija oscilatornog modela Da bi se validacija modela obavila na pravi način, potrebno je raspolagati odgovarajućim i potpunim informacijama o konkretnom vozilu i njegovom ponašanju u precizno definisanim uslovima eksploatacije. Analizirani model, da bi se mogao okvalifikovati kao validiran, sa svim razmatranim parametrima realnog vozila i podloge, nakon simulacije treba da pokaže statistički relevantno poklapanje ponašanja sa realnim vozilom u realnim uslovima kretanja. Za konkretno vozilo potrebno je poznavati geometrijske parametre (sve relevantne dimenzije) i parametre mase vozila (uključujući momente inercije pojedinačno razmatranih celina vozila oko svih koordinatnih osa lokalnog i opšteg koordinatnog sistema), a potom znati/odrediti/izmeriti i karakteristike svih elasto-prigušnih elemenata (pneumatika, vazdušnih jastuka-opruga i prigušivača na obe osovine, jastuka, opruga i prigušivača sedišta i dr.). Ove informacije neophodne su za precizno i tačno definisanje oscilatornog modela. Uslovi eksploatacije obuhvataju opterećenje, karakteristike podloge - kolovoza i brzinu kretanja. Uslovi eksploatacije pri simulacionom ispitivanju modela treba da budu isti ili što bliži uslovima eksploatacije konkretnog vozila u realnim uslovima. Na deonicama na kojima se obavljaju analize ponašanja vozila u eksploatacionim uslovima potrebno je snimiti makro i mikro neravnosti kolovoza. Pri tome je važno da neravnosti kolovoza budu registrovane na oba traga po kojima se vozilo kretalo. Snimljeni signali neravnosti kolovoza koriste se u simulacionom modelu kao pobuda. 8. Priprema za simulaciono istraživanje 95 Potpuno poznavanje realnih uslova eksploatacije podrazumeva obimna i složena merenja ubrzanja na vozilu, pri kretanju različitim brzinama, po različitim podlogama. Snimljeni signali ubrzanja na različitim mestima na i unutar vozila služe kao reperne vrednosti za kasnije poređenje sa rezultatima koji se dobijaju simulacijom. Za najpravilniji postupak trebalo bi obaviti istovremeno/simultano merenje svih signala koji se koriste za validaciju oscilatornog modela. Validaciju modela na opisani način, kojom bi se u obzir uzeli pomenuti činioci, često nije moguće sprovesti zbog složenosti i cene potrebnih merenja. Sprovođenje merenja na realnom vozilu u eksploatacionim uslovima podrazumeva angažovanje vozila, vozača i mehaničara na duži vremenski period, angažovanje 50 ljudi kao putnika koji su voljni i spremni (ili plaćeni) da ovakvim merenjima posvete nekoliko dana svog vremena, veliku količinu merne opreme i vremena za njenu ugradnju i demontažu. Ovakva merenja mogu sebi da priušte samo jaki proizvođači u okviru razvojnih ispitivanja svojih novih modela. Poseban problem kod takvih ispitivanja predstavlja snimanje karakteristika kolovoza. Opisne karakteristike tipa "dobar asfalt" ili "loš asfalt-beton" su samo okvirne i moraju biti praćene snimkom stvarnih neravnosti na kolovozu. Snimanje karakteristika kolovoza podrazumeva specifičnu opremu smeštenu u specijalno, tome posvećeno vozilo i posebno obučenu ekipu ljudi za snimanje, obradu i prikaz rezultata. Da bi rezultati bili validni i priznati, kompletno vozilo sa mernom opremom mora se zvanično kalibrisati i često proveravati. U našoj zemlji, prema informacijama koje je prikupio kandidat, postoje dva takva specijalna vozila, od kojih jedno nije u operativnom stanju, a drugo nije kalibrisano i zbog toga se ne koristi. Drugi način validacije modela predstavlja poređenje rezultata simulacije sa najpribližnijim merenjima koja su sproveli drugi autori. Ovaj način validacije je bez sumnje manje pouzdan od predhodno opisanog, ali se pažljivom i kritičkom primenom može postići zadovoljavajući nivo poverenja. Istraživanje prikazano u ovoj doktorskoj disertaciji, predstavljalo je individualni naučno-istraživački napor kandidata i raspolagalo je veoma ograničenim resursima, koji nisu mogli da u cilju validacije modela omoguće sprovođenje posebnih obimnih i 8. Priprema za simulaciono istraživanje 96 skupih merenja na realnom vozilu. Stoga je autor smatrao da je u kontekstu teme i cilja istraživanja bilo prihvatljivo da se validacija modela izvrši sa odabranim podacima dostupnim iz ranije sprovedenih naučno-istraživačkih aktivnosti autorskih timova Saobraćajnog i Mašinskog fakulteta Univerziteta u Beogradu, Instituta Vinča i fabrike Ikarbus. Validacija modela u ovom radu obavljena je analizom četiri oscilatorne veličine (vertikalno ubrzanje na podu autobusa ispod sedišta vozača, vertikalno ubrzanje na podu autobusa ispod sedišta putnika nad zadnjom osovinom, vertikalno ubrzanje na sedištu vozača i vertikalno ubrzanje na sedištu putnika nad zadnjom osovinom). Snimanje oscilatornih veličina obavljeno je na praznom međugradskom autobusu IK 302 (vozač i tri putnika) na lošem asfalt-betonskom kolovozu (ne postoji snimak neravnosti) i pri konstantnoj brzini kretanja autobusa od 60 km/h (Mladenović, 1997). U ovakvom postupku postoji određeni broj inherentnih neusaglašenosti, koje utiču na tačnost analize. To su, pre svega: - razlike u analiziranim vozilima (tip autobusa IK 301 i IK 302); ova dva vozila su veoma slična po geometrijskim, masenim i oscilatornim parametrima, zbog čega se procenjuje da je u kontekstu ovog rada ovaj uticaj zanemarljivog značaja; - neravnost podloge pri ispitivanju nije snimljena, već su karakteristike podloge date opisno (loš asfalt-betonski kolovoz); za simulaciju je korišćen snimljeni signal sa lošeg asfalt-betona iz drugog izvora; autor procenjuje da je razlika u pobudama najznačajniji razlog za pojavu razlika u oscilatornom ponašanju realnog vozila i modela tokom simulacije. Za pobudu simulacionog modela korišćen je signal neravnosti asfalt-betonskog kolovoza u lošem stanju iz baze podatka ”PROFILES” programskog paketa RoadRuf (RoadRuf Software, 1997). Podužne neravnosti su registrovane na dva traga na deonici puta od 161 m pomoću mernog vozila K. J. Law pri brzini kretanja od 64 km/h (slika 4.15). Imajući u vidu temu, svrhu i cilj istraživanja, autor smatra da je sa dovoljnim nivoom poverenja na opisani način moguće sprovesti validaciju oscilatornog modela. Postupak validacije detaljnije je prikazan u nastavku ovog poglavlja. 8. Priprema za simulaciono istraživanje 97 8.2. Određivanje položaja težišta vozila Na osnovu tehničkih podataka proizvođača na početku analize određen je položaj težišta modela praznog i opterećenog autobusa, a zatim ekvivalentne krutosti opruga i ekvivalentna prigušenja amortizera na zadnjoj osovini. Položaj težišta modela autobusa određen je u odnosu na trodimenzionalni referentni koordinatni sistem (slika 8.1). Izvor: Dedović, 1998. Slika 8.1. Koordinatni sistem za određivanje položaja težišta autobusa Za prikazani koordinatni sistem važi sledeće: • koordinatni početak je na podlozi, u preseku podužne ravni simetrije vozila i projekcije prednje osovine na podlogu, • x - osa je u ravni simetrije vozila i usmerena u nazad, • y - osa je paralelna sa prednjom osovinom i usmerena je od leve ka desnoj strani vozila, • z - osa je usmerena prema gore. Na osnovu jednačina ravnoteže momenata za sve tri ose i ravnoteže sila u vertikalnom pravcu, položaj težišta autobusa može se odrediti prema izrazima [8.1-8.3]: m ym yymymM n i ii T n i Tii n i Yi ∑ ∑∑ = == ⋅ =⇒=⋅−⋅= 1 11 ,0,0 [8.1] 8. Priprema za simulaciono istraživanje 98 m xm xxmxmM n i ii T n i Tii n i Xi ∑ ∑∑ = == ⋅ =⇒=⋅−⋅= 1 11 ,0,0 [8.2] m zm zzmzmM n i ii T n i Tii n i Zi ∑ ∑∑ = == ⋅ =⇒=⋅−⋅= 1 11 ,0,0 [8.3] gde su: − Mxi, Myi, Mzi - momenti i-te mase oko osa x, y i z, − mi - masa i-te komponente, − xi, yi, zi - koordinate težišta i-te komponente, − n - ukupna broj komponenata na koje je autobus podeljen, − m - ukupna masa praznog/opterećenog autobusa, − xT, yT, zT - koordinate težišta autobusa. 8.2.1. Određivanje položaja težišta oscilatornog modela praznog/opterećenog autobusa IK 301 Za određivanje položaja težišta T (xT, yT) praznog i opterećenog autobusa IK 301, autobus je razložen na 5, odnosno 6 velikih komponenata, slika 8.2. Slika 8.2. Komponente praznog/opterećenog autobusa IK 301 8. Priprema za simulaciono istraživanje 99 Značenja oznaka na slici 8.2 i njihove vrednosti prikazani su u tabeli 8.1. Tabela 8.1. Komponente praznog/opterećenog autobusa i položaj njihovih težišta XT koordinate težišta masa M1, M2, M5 i M6 proračunate su prema izrazima [8.4 - 8.7]. 22 )2/( 1 prpr MT ppluk x − − = [8.4] lzx prMT += 3 2 2 [8.5] 25 lx MT = [8.6] pr uk MT p lx −= 26 [8.7] Pri proračunu položaja težišta T, za prazan i opterećen autobus, predpostavlja se da se ono nalazi u ravni podužne simetrije vozila (koordinata težišta yT jednaka je nuli), pa je položaj težišta određen u odnosu na x i z osu, prema izrazima [8.2] i [8.3]. U tabeli 8.2 date su proračunate koordinate xT i zT težišta praznog i opterećenog autobusa. Tabela 8.2. Koordinate težišta praznog/opterećenog autobusa IK 301 prazan opterećen xi (mm) zi(mm) xi (mm) zi(mm) M1 - sedišta (sa putnicima) 1250 4960 3816 1280 3816 1450 M2 - motor i menjač 950 950 7911 800 7911 800 M3 - prednja osovina autobusa 746 746 0 512 0 512 M4 - zadnja osovina autobusa 1356 1356 5650 512 5650 512 M5 - karoserija autobusa 7198 7193 3816 1100 3816 1100 M6 - prtljag - 795 - - 2825 365 Komponente autobusa Masa komponente (kg) Koordinate težišta komp. praznog autobusa Koordinate težišta komp. opterećenog autobusa xT 3681 (mm) 3670 (mm) yT 0 (mm) 0 (mm) zT 987.3 (mm) 1077 (mm) Koordinate težišta modela opterećenog autobusa Koordinate težišta modela praznog autobusa 8. Priprema za simulaciono istraživanje 100 8.3. Određivanje ekvivalentne krutosti opruge i ekvivalentnog prigušenja amortizera oscilatornog modela praznog/opterećenog autobusa Na slici 8.3 šematski su predstavljeni elementi oslanjanja na zadnjem mostu sa karakterističnom geometrijom na osnovu koje su određeni ekvivalentna krutost i ekvivalentno prigušenje za oscilatorni model autobusa. Ekvivalentne krutosti opruga i ekvivalentna prigušenja amortizera na zadnjoj osovini izračunati su prema izrazima [8.8] i [8.9]. Slika 8.3. Elementi oslanjanja na zadnjem mostu autobusa IK 301 2 2 22 2 2 " 2 ' 2 )()( b rbc b rbcccc aaz + + − =+= [8.8] 2 2 22 2 2 " 2 ' 2 )()( b rbb b rbbbbb aaz + + − =+= [8.9] Značenja simbola na slici 8.3 data su u tabelama 8.3-8.5. U n jima su tak ođ e d ate proračunate vrednosti parametara cz i bz za prazan i opterećen autobus. 8.4. Ostali parametri autobusa korišćeni u simulacijama (za validaciju modela autobusa i određivanje zona oscilatornog komfora autobusa) Na slici 8.4 šematski prikazan je prostorni oscilatorni model autobusa IK 301. Značenja simbola na slici 8.4 data su u tabelama (8.3-8.5). U njima su takođe date i vrednosti važnih parametara od kojih je formiran oscilatorni model. Vrednosti parametara potiču iz dostupne literature (Mladenović, 1997; Simić i ostali, 1975; Nijemčević i ostali, 2001). 8. Priprema za simulaciono istraživanje 101 Slika 8.4. Šematski prikaz prostornog oscilatornog modela autobusa IK 301 U prilogu 7 dat je deo tekstualnog komandnog fajla (fajl cmd.) koji je importovan iz radnog okruženja ADAMS/View-a. U fajlu je definisan oscilatorni model autobusa pomoću komandi ADAMS/View-ovog komandnog jezika. Fajl sadrži vrednosti svih parametara svakog objekta od kojeg je model sastavljen. Na primer, mase podužnih i kosih poluga na prednjoj i zadnjoj osovini autobusa, momente inercija prednje i zadnje osovine, krutosti i prigušenja pneumatika i dr. Tabela 8.3. Geometrijski parametri autobusa IK 301 Izvor: Mladenović, 1997; Simić i ostali, 1975; Nijemčević i ostali, 2001. Geometrijski parametri autobusa Vrednosti l - međuosovinsko rastojanje 5.650 [m] a - rastojanje od prednje osovine do težišta praznog/opterećenog autobusa 3.681/3.670 [m] b - rastojanje od zadnje osovine do težišta praznog/opterećenog autobusa 1.969/1.980 [m] ra - rastojanje od elemenata oslanjanja zadnjeg mosta do zadnje osovine 0.3 [m] 8. Priprema za simulaciono istraživanje 102 Tabela 8.4. Parametri mase autobusa IK 301 Izvor: Mladenović, 1997; Simić i ostali, 1975; Nijemčević i ostali, 2001. Tabela 8.5. Oscilatorni parametri autobusa IK 301 Izvor: Mladenović, 1997; Simić i ostali, 1975; Nijemčević i ostali, 2001. Parametri mase autobusa Vrednosti Parametri mase autobusa Vrednosti ms - masa sedišta putnika 20 [kg] mzm - masa zadnjeg mosta 1355 [kg] mv - masa vozača i sedišta 100 [kg] Jx - moment inercije oslonjene mase u odnosu na podužnu težišnu osu (x-osu) 13000 [kgm2] mp - masa putnika i sedišta 90 [kg] Jy - moment inercije oslonjene mase u odnosu na poprečnu težišnu osu (y-osu) 150000 [kgm2] m - elastično oslonjena masa potpuno opterećenog autobusa 15890 [kg] Jx1 - moment inercije prednjeg mosta u odnosu na osu x1 350 [kgm2] mpm - masa prednjeg mosta 746 [kg] Jx2 - moment inercije zadnjeg mosta u odnosu na osu x2 620 [kgm2] Oscilatorni parametri autobusa Vrednosti Oscilatorni parametri autobusa Vrednosti bsv - prigušenje amortizera sistema oslanjanja sedišta vozača 750 [Ns/m] b2 - prigušenje jednog amortizera na zadnjoj osovini autobusa 22500 [Ns/m] bsp - prigušenje sedišta putnika 220 [Ns/m] cpp - radijalna krutost jednog pneumatika na prednjoj i zadnjoj osovini autobusa 1000000 [N/m] cp - krutost jednog vazdušnog jastuka na prednjoj osovini autobusa 175000 [N/m] czp - ekvivalentna radijalna krutost pneumatika na levoj i desnoj strani zadnjeg mosta autobusa 2000000 [N/m] c2 - krutost jednog vazdušnog jastuka na zadnjoj osovini autobusa 200000 [N/m] / / bp - ekvivalentno prigušenje amortizera na levoj i desnoj strani prednjeg mosta 30000 [Ns/m] bzp - ekvivalentno prigušenje pneumatika na levoj i desnoj strani zadnjeg mosta autobusa u vertikalnom pravcu 300 [Ns/m] csp - krutost sedišta putnika 20000 [N/m] bz - ekvivalentno prigušenje amortizera na levoj i desnoj strani zadnjeg mosta za prazan/opterećen autobus 46045/46033 [Ns/m] b1 - prigušenje jednog amortizera na prednjoj osovini autobusa 15000 [Ns/m] bpp - prigušenje jednog pneumatika na prednjoj i zadnjoj osovini autobusa u vertikalnom pravcu 150 [Ns/m] csv - krutost opruge sistema oslanjanja sedišta vozača 5600 [N/m] cz - ekvivalentna krutost vazdušnih jastuka na levoj i desnoj strani zadnjeg mosta za prazan/opterećen autobus 409290/409180 [N/m] 8. Priprema za simulaciono istraživanje 103 Vrednosti geometrijskih parametara, parametara mase i oscilatornih parametara autobusa IK 301 iz tabela korišćeni su u simulacijama za analize oscilatornog komfora korisnika. Za validaciju modela iskorišćena je oscilatorna pobuda loš asfalt-betonski kolovoz, brzina 64 km/h (slika 8.9). Po završetku simulacije izvršeno je poređenje oscilatornih veličina. 8.5. Rezultati merodavni za validaciju oscilatornog modela autobusa Na slikama 8.5 i 8.6 prikazana su merna mesta u međugradskom autobusu IK 302. Na slikama 8.14(a)-8.17(a) prikazani su signali vertikalnog ubrzanja dobijeni merenjem u opširnom istraživanju (Mladenović, 1997). U istraživanju se navodi da je sprovedeno ukupno 14 merenja na različitim tipovima podloga (asfalt-betonski kolovoz, makadam i kocka) sa različitim stanjima (loš, srednje i dobar) i pri različitim brzinama kretanja autobusa (40, 60, 80, 100 i 130 km/h). Za validaciju prostornog oscilatornog modela autobusa IK 301 iskorišćeni su registrovani signali ubrzanja dva različita merenja označena sa MERENJE2 i MERENJE10 u (Mladenović, 1997). Oba merenja su obavljena na dve različite deonice puta na potezu “Aerodrom - Ikarbus” sa asfalt- betonskim kolovozom u lošem stanju pri konstantnoj brzini kretanja autobusa od 60 km/h. U prvom merenju (MERENJE2) registrovani su signali ubrzanja na podu ispod vozačevog sedišta i na sedištu vozača. U drugom merenju (MERENJE10) snimljeni su signali ubrzanja na podu autobusa ispod sedišta putnika iznad zadnje osovine i na sedištu putnika iznad zadnje osovine. Za registrovanje signala ubrzanja na sedištima putnika i vozača korišćen je troosni davač ubrzanja marke B&K tip B&K 4321, a za pojačanje izlaznih signala iz davača korišćen je pojačivač tipa B&K 2635 (slika 8.5). Pojačanje na pojačivaču odabrano je tako da naponu od 1 Volt odgovara ubrzanje od 10 m/s2. Za registrovanje signala ubrzanja na nadgradnji (podu ispod sedišta vozača i putnika) korišćeni su induktivni davači ubrzanja marke HBM tip B12/200 (slika 8.6). Svi signali su zabeleženi u vremenu od 13.65 sekundi. 8. Priprema za simulaciono istraživanje 104 Izvor: Mladenović, 1997. Slika 8.5. Postavljanje merne opreme na mestu a) vozača i b) putnika Izvor: Mladenović, 1997. Slika 8.6. Postavljanje induktivnih davača ubrzanja na nadgradnji Na slici 8.7 prikazan je oscilatorni model praznog autobusa sa naznačenim mestima na kojima su postavljeni markeri za beleženje signala vertikalnog ubrzanja. Slika 8.7. Oscilatorni model autobusa sa naznačenim mestima na kojima su postavljeni markeri za beleženje signala vertikalnih ubrzanja 8. Priprema za simulaciono istraživanje 105 Na slici 8.8 prikazani su položaji sedišta vozača i putnika iznad zadnje osovine autobusa. Slika 8.8. Položaj sedišta vozača i putnika iznad zadnje osovine Na slici 8.9 prikazana je realna pobuda oscilatornog modela autobusa IK 301 - asfalt- betonski kolovoz u lošem stanju (brzina 64 km/h) u funkciji od vremena. Za numeričku integraciju izabran je Gear Stiff (GSTIFF) integrator sa formulacijom I3. GSTIFF integrator koristi formulu za diferenciranje unazad i Newton-Raphson algoritam za numeričku integraciju diferencijalnih jednačina (Mechanical Dynamics, Incorporated, 2000; Steigerwald, 1996). Izabrano je vreme simulacije od 9 sekundi. Signali ubrzanja odabirani su na svakih 0.001 sekundi. Simulacija je sprovedena tako što je prvo oscilatorni model autobusa postavljen u ravnotežni položaj pomoću “Find static equilibrium“ komande, a potom je izvršena dinamička simulacija. Integrator GSTIFF je korišćen i kasnije u svim obavljenim simulacijama. Na slikama 8.10 i 8.11 prikazan su signali vertikalnog ubrzanja, dobijeni merenjem i simulacijom, na podu ispod vozačevog sedišta i ispod sedišta putnika iznad zadnje osovine. U tabeli 8.6 date su vrednosti statističkih parametara (maksimalna, minimalna, srednja vrednost i disperzija). 8. Priprema za simulaciono istraživanje 106 Slika 8.9. Pobuda oscilatornog modela autobusa - asfalt betonski kolovoz u lošem stanju, brzina 64 km/h Izvor: Sl.8.10(a), Mladenović, 1997. Slika 8.10. Vertikalno ubrzanje na podu ispod sedišta vozača: a) merenje i b) simulacija 8. Priprema za simulaciono istraživanje 107 Izvor: Sl.8.11(a), Mladenović, 1997. Slika 8.11. Vertikalno ubrzanje na podu ispod sedišta putnika iznad zadnje osovine: a) merenje i b) simulacija Tabela 8.6. Statističke vrednosti vertikalnog ubrzanja za pod ispod sedišta vozača i putnika utvrđene merenjem i simulacijom Izvor: merenje, Mladenović, 1997. Srednje vrednosti ubrzanja izmerene na podu ispod sedišta vozača i ispod sedišta putnika iznose 0.42 m/s2 i 0.44 m/s2, a njihove disperzije su 0.53 i 1.07. Srednje vrednosti ubrzanja dobijene simulacijom iznose 0.0111 m/s2 i -0.0026 m/s2, a disperzije su 0.6431 i 1.1545. Disperzije ubrzanja su uporedive, pa oscilatorni model autobusa omogućava relativno dobru procenu ubrzanja pomenutih oscilatornih veličina. Na slikama 8.12 i 8.13 prikazani su signali vertikalnog ubrzanja na mestu vozača i na mestu putnika iznad zadnje osovine utvrđene merenjem i simulacijom. U tabeli 8.7 date su vrednosti statističkih parametara (maksimalna, minimalna, srednja vrednost i merenje simulacija merenje simulacija Maksimalna vr. 16.27 3.8913 4.93 5.6162 Minimalna vr. 2.93 -2.4365 -3.84 -5.4642 Srednja vr. 0.42 -0.0013 0.44 0.0011 Disperzija 0.53 0.6431 1.07 1.1545 Statističke vrednosti Pod ispod sedišta vozača Pod ispod sedišta putnika 8. Priprema za simulaciono istraživanje 108 disperzija) koji su dobijeni na osnovu merenja i simulacije. U tabeli 8.9 su, takođe, date i proračunate vrednosti standardnog odstupanja i efektivnih (rms) vrednosti vertikalnih ubrzanja. Izvor: Sl.8.12(a), Mladenović, 1997. Slika 8.12. Vertikalno ubrzanje na sedištu vozača: a) merenje i b) simulacija Izvor: Sl.8.13(a), Mladenović, 1997. Slika 8.13. Vertikalno ubrzanje na sedištu putnika iznad zadnje osovine: a) merenje i b) simulacija 8. Priprema za simulaciono istraživanje 109 Tabela 8.7. Statističke vrednosti vertikalnog ubrzanja na sedištu vozača i putnika utvrđene merenjem i simulacijom Izvor: merenje, Mladenović, 1997. Izmerene vršne vrednosti vertikalnog ubrzanja na sedištu vozača su 1.8 m/s2 i -1.3 m/s2. Vršne vrednosti dobijene simulacijom su 1.7890 m/s2 i -1.3244 m/s2. Izmerena srednja vrednost ubrzanja vozača jednaka je nuli, a simulacijom utvrđena srednja vrednost ubrzanja približno je jednaka nuli i iznosi -0.0042 m/s2. Disperzije ubrzanja, takođe, se neznato razlikuju (0.3 za merenje i 0.3437 za simulaciju). Gotovo sve vrednosti oba signala vertikalnog ubrzanja vozača nalaze se u opsegu od -1.0 m/s2 do 1.0 m/s2. Oscilatorni model omogućava vrlo dobru procenu ubrzanja na mestu vozača autobusa. Srednje vrednosti vertikalnog ubrzanja putnika utvrđene merenjem i simulacijom približno su jednake (0.0 m/s2 za merenje i 0.0020 m/s2 za simulaciju). Disperzije se razlikuju za 0.31. Gotovo sve vrednosti oba signala vertikalnog ubrzanja putnika iznad zadnje osovine nalaze se u opsegu od -2.0 m/s2 do 2.0 m/s2. Prema rezultatima merenja i simulacije zaključuje se da oscilatorni model omogućava relativno dobru procenu vertikalnih signala ubrzanja na mestu putnika međugradskog autobusa. Standardno odstupanje oscilatorne veličine q računa se prema izrazu: ∑ = −= N i sri qqN qD 1 2)(1)( [8.10] gde je: D(q) - standardno odstupanje oscilatorne veličine; merenje simulacija merenje simulacija Maksimalna vr. 1.8 1.789 2.7 2.8709 Minimalna vr. -1.3 -1.3244 -2.0 -2.6311 Srednja vr. 0 -0.0042 0.0 0.002 Disperzija 0.3 0.3437 0.6 0.91 Standardno odstupanje 0.5477 0.58622 0.7745 0.9539 Efektivna (rms) vr. 0.5477 0.58624 0.7745 0.954 Statističke vrednosti Sedište vozača Sedište putnika 8. Priprema za simulaciono istraživanje 110 N - broj uzoraka signala; qi - vrednost oscilatorne veličine za i-ti uzorak; qsr - srednja vrednost uzorka; Potkorena veličina u izrazu [8.10] predstavlja disperziju oscilatorne veličine. Važno je primetiti da ukoliko je srednja vrednost oscilatorne veličine jednaka nuli, tada je standardno odstupanje jednako efektivnoj (rms) vrednosti oscilatorne veličine, izraz [8.11]. ∑ = == N i ieff qN qqD 1 21)( [8.11] Proračunate efektivne (rms) vrednosti vertikalnog ubrzanja vozača i putnika dobijene za slučaj merenja i simulacije uporedive se i iznose 0.5477 m/s2 i 0.58624 m/s2, odnosno 0.7745 m/s2 i 0.9540 m/s2. Ovo je vrlo važno ako se zna da je efektivna vrednost vertikalnog ubrzanja najznačajnija veličina za procenu uticaja vibracija na komfor korisnika autobusa. Budući da je opisanom analizom ustanovljeno da se karakteristike relevantnih oscilatornih veličina (karakter promene, apsolutne vrednosti, raspon i statistički parametri oscilatornih veličina) u najvećoj meri poklapaju, može se smatrati da je oscilatorni model korišćen za simulaciju odgovarajući i da se on može sa poverenjem koristiti za analize oscilatornog komfora korisnika autobusa. 9. Simulaciono istraživanje 111 9. Simulaciono istraživanje U ovom delu određen je komfor svakog korisnika (vozač, suvozač i putnici) autobusa IK 301 (slika 9.1) za sedam različitih realnih neravnost pri različitim brzinama kretanja autobusa. Analize su sprovedne pomoću validiranog oscilatornog modela koji je opisan u prethodnom poglavlju ovog rada. Oscilatorni komfor određen je prema kriterijumima standarda ISO 2631 (1997). Na osnovu proračunatog komfora korisnika, u autobusu IK 301 definisane su zone jednakog oscilatornog komfora. Slika 9.1. Raspored sedišta u autobusu IK 301 9.1. Definisanje i određivanje komfora svih korisnika autobusa prema kriterijumu standarda ISO 2631 (1997) za različite pobude i brzine kretanja autobusa Komfor korisnika određen je prema izrazu [9.1]. 2/12 , 2 , 2 , ))()()(( wrmszwrmsywrmsxv zkykxka  ⋅+⋅+⋅= [9.1] gde je: va - ukupna vrednost vrednovanog srednjeg efektivnog ubrzanja na mestima korisnika autobusa (m/s2); wrmswrmswrms zyx ,,, ,,  - srednja efektivna vrednost vrednovanog ubrzanja za pravce x, y, z osa (m/s2); zyx kkk ,, - faktori za vrednovanje RMS ubrzanja za pravce x, y, z osa; Vrednosti faktora kx, ky, kz za vrednovanje RMS ubrzanja, za procenu uticaja vibracija na komfor, jednaki su jedinici (ISO 2631, 1997). 9. Simulaciono istraživanje 112 Srednje efektivne vrednosti vrednovanog ubrzanja za pravce x, y i z-osa, određene su prema izrazima [3.2], [3.3] i [3.4]. Broj uzoraka signala ubrzanja N zavisi od vremena trajanja simulacije (npr. za vreme simulacije od 7 sekundi broj uzorka jednak je 7001). U programskom paketu Matlab napisani su potprogrami za vrednovanje ubrzanja korisnika autobusa (prilog 4). U njima su, u skladu sa standardom ISO 2631 (1997), definisani filteri Wk i Wd za vrednovanje vertikalnog ubrzanja (ubrzanje za pravac z-ose) i horizontalnih ubrzanja (ubrzanja za pravce x i y-osa) korisnika na sedištima (slika 9.2). Slika 9.2. Filteri za vrednovanje vertikalnih i horizontalnih ubrzanja Na slici 9.3 prikazan je primer horizontalnog i vrednovanog horizontalnog ubrzanja za pravac x-ose na mestu vozača za pobudu loš-asfalt betonski kolovoz i brzinu kretanja autobusa od 64 km/h. 9. Simulaciono istraživanje 113 Slika 9.3. Horizontalno i vrednovano horizontalno ubrzanje za vozača za pobudu loš-asfalt betonski kolovoz i brzinu kretanja autobusa od 64 km/h Na slici 9.4 prikazan je primer horizontalnog i vrednovanog horizontalnog ubrzanja za pravac y-ose, za putnika53 za pobudu vrlo dobar asfalt-betonski kolovoz i brzinu kretanja od 90 km/h. Slika 9.4. Horizontalno i vrednovano horizontalno ubrzanje za putnika53 za pobudu vrlo dobar-asfalt betonski kolovoz i brzinu kretanja autobusa od 90 km/h 9. Simulaciono istraživanje 114 9.1.1. Loš asfalt-betonski kolovoz za brzinu autobusa od 64 km/h Na slici 9.5 prikazane su neravnosti asfalt-betonskog kolovoza u lošem stanju u funkciji od vremena. Merno vozilo je registrovalo neravnosti duž dva traga (levog i desnog) na deonici puta dužine 161 m pri brzini kretanja od 64 km/h. Slika 9.5. Oscilatorna pobuda autobusa loš asfalt-beton, brzina 64 km/h U tabeli 9.1 date su srednja efektivna vrednost (rms vrednost) vrednovanog ubrzanja za pravce x, y i z-osa, kao i ukupna srednja efektivna vrednost (ukupna rms vrednost) vrednovanog ubrzanja na mestima svih korisnika autobusa IK 301. U poslednjoj koloni tabele 9.1 data je procena komfora prema kriterijumima standarda ISO 2631 (1997). Uočava se da su rms vrednosti vrednovanog ubrzanja korisnika za vertikalan pravac dominantne. Zbog uticaja sistema elastičnog oslanjanja vozačevog sedišta na gušenje vibracija, najnižu ukupnu rms vrednost vrednovanog ubrzanja od 0.336 m/s2 ima vozač. Putnici na sedištima u zadnjem redu na zadnjem prepustu autobusa (putnik49-putnik53) imaju najviše ukupne rms vrednosti ubrzanja. Putnik23 ima najnižu ukupnu rms vrednost ubrzanja od 0.378 m/s2, a putnik53 ima najvišu ukupnu rms vrednost ubrzanja od 0.669 m/s2. Takođe se uočava da rms vrednosti ubrzanja putnika opadaju od sedišta na prednjem prepustu autobusa ka sedištima u srednjem delu autobusa. Od sedišta u sredini autobusa ka sedištima na zadnjem prepustu autobusa, rms vrednosti ubrzanja rastu. 9. Simulaciono istraživanje 115 Ukupne rms vrednosti vrednovanih ubrzanja za putnike na sedištima na prednjem prepustu (putnik1, putnik2, putnik3, putnik4) su bliske 0.5 m/s2 (tabela 9.1). Na mestu suvozača rms vrednost ubrzanja veća je od 0.5 m/s2 i jednaka je 0.519 m/s2. Na slikama 9.6(a), 9.6(b) i 9.6(c) prikazana su ubrzanja za vozača, putnika23 i putnika53 za pravce x, y i z-osa. Uočava se da je putnik53 trpi najveće intezitete vertikalnih ubrzanja. Slika 9.6. Ubrzanja na mestu a) vozača, b) putnika23 i c) putnika53 za loš asfalt-betonski kolovoz, brzina 64 km/h 9. Simulaciono istraživanje 116 Tabela 9.1. RMS vrednosti ubrzanja i ocena komfora za loš asfalt-betonski kolovoz, brzina 64 km/h Ukupna RMS vrednost ubrzanja [m/s2] xr̈ms, w ÿrms, w z̈rms, w a v vozač 0.035 0.146 0.301 0.336 malo neudobno suvozač 0.037 0.144 0.498 0.519 prilično neudobno putnik1 0.064 0.110 0.434 0.452 malo neudobno putnik2 0.058 0.110 0.425 0.443 malo neudobno putnik3 0.053 0.126 0.454 0.474 malo neudobno putnik4 0.054 0.126 0.456 0.476 malo neudobno putnik5 0.064 0.096 0.407 0.423 malo neudobno putnik6 0.058 0.096 0.398 0.414 malo neudobno putnik7 0.053 0.111 0.422 0.439 malo neudobno putnik8 0.054 0.111 0.424 0.442 malo neudobno putnik9 0.064 0.084 0.388 0.402 malo neudobno putnik10 0.058 0.084 0.380 0.393 malo neudobno putnik11 0.053 0.097 0.396 0.411 malo neudobno putnik12 0.055 0.097 0.399 0.414 malo neudobno putnik13 0.064 0.073 0.378 0.390 malo neudobno putnik14 0.058 0.073 0.370 0.382 malo neudobno putnik15 0.053 0.085 0.378 0.391 malo neudobno putnik16 0.055 0.085 0.382 0.395 malo neudobno putnik17 0.064 0.066 0.376 0.387 malo neudobno putnik18 0.058 0.066 0.370 0.380 malo neudobno putnik19 0.053 0.074 0.368 0.380 malo neudobno putnik20 0.055 0.074 0.374 0.385 malo neudobno putnik21 0.064 0.062 0.385 0.395 malo neudobno putnik22 0.058 0.062 0.379 0.388 malo neudobno putnik23 0.054 0.066 0.369 0.378 malo neudobno putnik24 0.055 0.066 0.375 0.385 malo neudobno putnik25 0.064 0.063 0.402 0.412 malo neudobno putnik26 0.058 0.063 0.397 0.406 malo neudobno putnik27 0.054 0.062 0.379 0.388 malo neudobno putnik28 0.055 0.062 0.386 0.395 malo neudobno putnik29 0.064 0.069 0.427 0.437 malo neudobno putnik30 0.058 0.069 0.423 0.433 malo neudobno putnik31 0.054 0.063 0.398 0.406 malo neudobno putnik32 0.055 0.063 0.405 0.414 malo neudobno putnik33 0.064 0.078 0.458 0.469 malo neudobno putnik34 0.058 0.078 0.456 0.466 malo neudobno putnik35 0.054 0.068 0.424 0.433 malo neudobno putnik36 0.055 0.068 0.432 0.441 malo neudobno putnik37 0.064 0.090 0.495 0.507 prilično neudobno putnik38 0.059 0.090 0.493 0.505 prilično neudobno putnik39 0.054 0.077 0.457 0.467 malo neudobno putnik40 0.055 0.077 0.465 0.475 malo neudobno putnik41 0.064 0.103 0.536 0.549 prilično neudobno putnik42 0.059 0.103 0.535 0.548 prilično neudobno putnik43 0.054 0.088 0.495 0.506 prilično neudobno putnik44 0.055 0.088 0.503 0.514 prilično neudobno putnik45 0.064 0.116 0.576 0.591 prilično neudobno putnik46 0.059 0.116 0.575 0.590 prilično neudobno putnik47 0.054 0.116 0.582 0.596 prilično neudobno putnik48 0.055 0.116 0.590 0.604 prilično neudobno putnik49 0.064 0.135 0.637 0.654 prilično neudobno putnik50 0.059 0.135 0.637 0.654 prilično neudobno putnik51 0.055 0.135 0.640 0.656 prilično neudobno putnik52 0.054 0.135 0.645 0.661 prilično neudobno putnik53 0.055 0.135 0.653 0.669 prilično neudobno Korisnik RMS vrednosti vrednovanih ubrzanja [m/s2] Ocena komfora (ISO 2631) 9. Simulaciono istraživanje 117 9.1.2. Loš asfalt-betonski kolovoz za brzinu autobusa od 80 km/h Na slici 9.7 prikazana je neravnost asfalt-betonskog kolovoza u lošem stanju u funkciji od vremena. Neravnosti su registrovane na dva traga na deonici puta od 161 m pri brzini kretanja mernog vozila od 80 km/h. Slika 9.7. Oscilatorna pobuda autobusa loš asfalt-beton, brzina 80 km/h U tabeli 9.2 date su rms vrednost vrednovanog ubrzanja za pravce x, y i z-osa, kao i ukupna rms vrednost vrednovanog ubrzanja na mestima svih korisnika autobusa IK 301. Zapaža se da su vertikalne rms komponente ubrzanja tela korisnika autobusa dominantne. Ukupna rms vrednost ubrzanja vozača niža je od 0.5 m/s2 i jednaka je 0.370 m/s2. To je i najniža ukupna rms vrednost ubrzanja od svih korisnika u autobusu. Dalje, od svih putnika najnižu ukupnu rms vrednost ubrzanja ima putnik12 od 0.538 m/s2. Visoke rms vrednosti ubrzanja imaju putnici na sedištima u zadnjem redu na zadnjem prepustu autobusa. Pri tome, putnik49 ima najvišu ukupnu rms vrednost ubrzanja od 1.039 m/s2. Od korisnika na prednjem prepustu autobusa, suvozač ima najveću ukupnu rms vrednost ubrzanja od 0.596 m/s2. 9. Simulaciono istraživanje 118 Na slikama 9.8(a), 9.8(b) i 9.8(c) prikazana su ubrzanja za vozača, putnika12 i putnika49 za pravce x, y i z-osa. Zapaža se da korisnici trpe najveće intezitete ubrzanja u vertikalnom pravcu. Slika 9.8. Ubrzanja na mestu a) vozača, b) putnika12 i c) putnika49 za loš asfalt-betonski kolovoz, brzina 80 km/h 9. Simulaciono istraživanje 119 Tabela 9.2. RMS vrednosti ubrzanja i ocena komfora za loš asfalt-betonski kolovoz, brzina 80 km/h Ukupna RMS vrednost ubrzanja [m/s2] xr̈ms, w ÿrms, w z̈rms, w a v vozač 0.044 0.114 0.349 0.370 malo neudobno suvozač 0.056 0.112 0.583 0.596 prilično neudobno putnik1 0.083 0.083 0.545 0.557 prilično neudobno putnik2 0.080 0.083 0.541 0.553 prilično neudobno putnik3 0.079 0.097 0.552 0.566 prilično neudobno putnik4 0.080 0.097 0.549 0.564 prilično neudobno putnik5 0.083 0.070 0.540 0.551 prilično neudobno putnik6 0.080 0.070 0.536 0.546 prilično neudobno putnik7 0.079 0.084 0.535 0.548 prilično neudobno putnik8 0.080 0.084 0.533 0.545 prilično neudobno putnik9 0.083 0.058 0.547 0.556 prilično neudobno putnik10 0.080 0.058 0.543 0.552 prilično neudobno putnik11 0.079 0.071 0.530 0.540 prilično neudobno putnik12 0.080 0.071 0.527 0.538 prilično neudobno putnik13 0.083 0.048 0.564 0.572 prilično neudobno putnik14 0.080 0.048 0.560 0.568 prilično neudobno putnik15 0.079 0.059 0.536 0.545 prilično neudobno putnik16 0.080 0.059 0.533 0.543 prilično neudobno putnik17 0.083 0.041 0.591 0.598 prilično neudobno putnik18 0.080 0.041 0.588 0.594 prilično neudobno putnik19 0.079 0.049 0.552 0.560 prilično neudobno putnik20 0.080 0.049 0.550 0.558 prilično neudobno putnik21 0.083 0.038 0.627 0.633 prilično neudobno putnik22 0.080 0.038 0.623 0.630 prilično neudobno putnik23 0.079 0.041 0.579 0.586 prilično neudobno putnik24 0.080 0.041 0.577 0.584 prilično neudobno putnik25 0.083 0.041 0.670 0.676 prilično neudobno putnik26 0.080 0.041 0.666 0.672 prilično neudobno putnik27 0.078 0.038 0.615 0.621 prilično neudobno putnik28 0.080 0.038 0.613 0.619 prilično neudobno putnik29 0.083 0.048 0.718 0.724 prilično neudobno putnik30 0.080 0.048 0.715 0.721 prilično neudobno putnik31 0.078 0.040 0.657 0.663 prilično neudobno putnik32 0.080 0.040 0.656 0.662 prilično neudobno putnik33 0.083 0.058 0.772 0.778 prilično neudobno putnik34 0.080 0.058 0.769 0.775 prilično neudobno putnik35 0.078 0.047 0.706 0.712 prilično neudobno putnik36 0.079 0.047 0.705 0.711 prilično neudobno putnik37 0.083 0.070 0.829 0.836 neudobno putnik38 0.080 0.070 0.826 0.833 neudobno putnik39 0.078 0.057 0.760 0.766 prilično neudobno putnik40 0.079 0.057 0.758 0.765 prilično neudobno putnik41 0.082 0.083 0.889 0.897 neudobno putnik42 0.080 0.083 0.887 0.894 neudobno putnik43 0.078 0.069 0.817 0.824 neudobno putnik44 0.079 0.069 0.816 0.823 neudobno putnik45 0.082 0.095 0.945 0.954 neudobno putnik46 0.080 0.095 0.943 0.952 neudobno putnik47 0.078 0.095 0.941 0.949 neudobno putnik48 0.079 0.095 0.940 0.948 neudobno putnik49 0.082 0.112 1.030 1.039 neudobno putnik50 0.080 0.112 1.028 1.037 neudobno putnik51 0.078 0.112 1.027 1.036 neudobno putnik52 0.078 0.112 1.026 1.035 neudobno putnik53 0.079 0.112 1.025 1.034 neudobno Korisnik RMS vrednosti vrednovanih ubrzanja [m/s2] Ocena komfora (ISO 2631) 9. Simulaciono istraživanje 120 9.1.3. Dobar asfalt-betonski kolovoz za brzinu autobusa od 80 km/h Na slici 9.9 prikazana je neravnost asfalt-betonskog kolovoza u dobrom stanju u funkciji od vremena. Neravnosti su registrovane na deonici puta od 161 m pri brzini kretanja mernog vozila od 80 km/h. Slika 9.9. Oscilatorna pobuda autobusa dobar asfalt-beton, brzina 80 km/h Proračunate rms vrednosti vrednovanih ubrzanja za pravce x, y i z-osa, kao i ukupna rms vrednost ubrzanja na mestima svih korisnika autobusa IK 301 dati su u tabeli 9.3. I za ovaj slučaj oscilatorne pobude, rms vrednosti vrednovanih ubrzanja korisnika u vertikalnom pravcu su dominantna. Od svih putnika autobusa, putnik19 ima najnižu rms vrednost ubrzanja od 0.354 m/s2. Ukupna rms vrednost ubrzanja za putnike na sedištima iznad zadnje osovine i na zadnjem prepustu autobusa je iznad 0.5 m/s2. Putnik53 ima najvišu ukupnu rms vrednost ubrzanja od 0.734 m/s2. RMS vrednost ubrzanja za vozača iznosi 0.353 m/s2. To je i najniža ukupna rms vrednost ubrzanja od svih korisnika autobusa. Putnici na sedištima na prednjem prepustu i iznad prednje osovine imaju ukupne rms vrednosti ubrzanja bliske 0.5 m/s2. Izdvaja se ukupna rms vrednost ubrzanja za suvozača od 0.498 m/s2. Takođe, uočava se da rms vrednosti ubrzanja opadaju od prednjih sedišta ka sedištima u sredini autobusa (tabela 9.3). 9. Simulaciono istraživanje 121 Na slikama 9.10(a), 9.10(b) i 9.11(c) prikazana su ubrzanja za vozača, putnika19 i putnika53 za pravce x, y i z-osa. Uočava se da četiri sekunde od početka simulacije korisnici trpe vertikalna ubrzanja najvećih inteziteta za sve vreme trajanja simulacije. Razlog tome je prelazak levih i desnih točkova autobusa preko poremećaja čija je visina približno 4 cm (slika 9.9). Najveću vršnu vrednost vertikalnog ubrzanja ima putnik53 i ona iznosi približno -5 m/s2. Slika 9.10. Ubrzanja na mestu a) vozača, b) putnika19 i c) putnika53 za dobar asfalt-betonski kolovoz, brzina 80 km/h 9. Simulaciono istraživanje 122 Tabela 9.3. RMS vrednosti ubrzanja i ocena komfora za dobar asfalt-betonski kolovoz, brzina 80 km/h Ukupna RMS vrednost ubrzanja [m/s2] xr̈ms, w ÿrms, w z̈rms, w a v vozač 0.038 0.155 0.315 0.353 malo neudobno suvozač 0.041 0.152 0.472 0.498 malo neudobno putnik1 0.070 0.112 0.439 0.459 malo neudobno putnik2 0.064 0.112 0.415 0.435 malo neudobno putnik3 0.059 0.131 0.424 0.448 malo neudobno putnik4 0.061 0.131 0.415 0.440 malo neudobno putnik5 0.070 0.096 0.410 0.427 malo neudobno putnik6 0.064 0.096 0.387 0.404 malo neudobno putnik7 0.059 0.114 0.389 0.410 malo neudobno putnik8 0.061 0.114 0.382 0.404 malo neudobno putnik9 0.070 0.080 0.390 0.404 malo neudobno putnik10 0.064 0.080 0.368 0.382 malo neudobno putnik11 0.059 0.097 0.363 0.380 malo neudobno putnik12 0.061 0.097 0.358 0.376 malo neudobno putnik13 0.070 0.066 0.380 0.392 malo neudobno putnik14 0.064 0.065 0.361 0.372 malo neudobno putnik15 0.059 0.081 0.347 0.361 malo neudobno putnik16 0.061 0.081 0.345 0.360 malo neudobno putnik17 0.070 0.054 0.381 0.391 malo neudobno putnik18 0.064 0.054 0.365 0.374 malo neudobno putnik19 0.059 0.067 0.343 0.354 malo neudobno putnik20 0.061 0.067 0.344 0.355 malo neudobno putnik21 0.070 0.047 0.393 0.402 malo neudobno putnik22 0.064 0.047 0.380 0.388 malo neudobno putnik23 0.059 0.055 0.351 0.360 malo neudobno putnik24 0.061 0.055 0.355 0.364 malo neudobno putnik25 0.070 0.048 0.416 0.424 malo neudobno putnik26 0.064 0.048 0.405 0.413 malo neudobno putnik27 0.059 0.048 0.371 0.378 malo neudobno putnik28 0.061 0.048 0.377 0.385 malo neudobno putnik29 0.070 0.055 0.446 0.455 malo neudobno putnik30 0.064 0.055 0.439 0.447 malo neudobno putnik31 0.059 0.047 0.400 0.407 malo neudobno putnik32 0.061 0.047 0.408 0.415 malo neudobno putnik33 0.070 0.066 0.484 0.493 malo neudobno putnik34 0.064 0.066 0.479 0.488 malo neudobno putnik35 0.059 0.054 0.437 0.444 malo neudobno putnik36 0.061 0.054 0.447 0.454 malo neudobno putnik37 0.070 0.081 0.527 0.537 prilično neudobno putnik38 0.064 0.081 0.524 0.534 prilično neudobno putnik39 0.059 0.065 0.480 0.488 malo neudobno putnik40 0.061 0.065 0.491 0.499 malo neudobno putnik41 0.070 0.097 0.574 0.586 prilično neudobno putnik42 0.064 0.097 0.573 0.585 prilično neudobno putnik43 0.059 0.079 0.528 0.537 prilično neudobno putnik44 0.061 0.079 0.540 0.549 prilično neudobno putnik45 0.070 0.112 0.619 0.633 prilično neudobno putnik46 0.064 0.112 0.620 0.633 prilično neudobno putnik47 0.059 0.112 0.633 0.646 prilično neudobno putnik48 0.061 0.112 0.646 0.658 prilično neudobno putnik49 0.070 0.135 0.688 0.705 prilično neudobno putnik50 0.064 0.135 0.691 0.707 prilično neudobno putnik51 0.061 0.135 0.697 0.712 prilično neudobno putnik52 0.059 0.135 0.706 0.721 prilično neudobno putnik53 0.061 0.135 0.719 0.734 prilično neudobno Korisnik RMS vrednosti vrednovanih ubrzanja [m/s2] Ocena komfora (ISO 2631) 9. Simulaciono istraživanje 123 9.1.4. Vrlo dobar cement-betonski kolovoz za brzinu autobusa od 80 km/h Na slici 9.11 prikazana je neravnost cement-betonskog kolovoza u vrlo dobrom stanju u funkciji od vremena. Neravnosti su registrovane na deonici puta od 150 m pri brzini kretanja mernog vozila od 80 km/h. Slika 9.11. Oscilatorna pobuda autobusa vrlo dobar cement-beton, brzina 80 km/h U tabeli 9.4 date su rms vrednosti vrednovanog ubrzanja za pravce x, y i z-osa, kao i ukupna rms vrednost vrednovanog ubrzanja na mestima svih korisnika autobusa IK 301. Najnižu rms vrednost ubrzanja, od svih putnika, ima putnik14, od 0.235 m/s2, a najvišu ima putnik53, od 0.496 m/s2. RMS vrednost ubrzanja za vozača iznosi 0.210 m/s2, što je i najniža rms vrednost od svih korisnika autobusa IK 301. Proračunate ukupne rms vrednosti ubrzanja za putnika3, putnika4 i suvozača veće su od 0.315 m/s2. Na slikama 9.12(a), 9.12(b) i 9.12(c) prikazana su ubrzanja za vozača, putnika14 i putnika53 za pravce x, y i z-osa dobijena simulacijom. Najvećim vrednostima vertikalnih ubrzanja izložen je putnik53. 9. Simulaciono istraživanje 124 Slika 9.12. Ubrzanja na mestu a) vozača, b) putnika14 i c) putnika53 za vrlo dobar cement-betonski kolovoz, brzina 80 km/h 9. Simulaciono istraživanje 125 Tabela 9.4. RMS vrednosti ubrzanja i ocena komfora za vrlo dobar cement-betonski kolovoz, brzina 80 km/h Ukupna RMS vrednost ubrzanja [m/s2] xr̈ms, w ÿrms, w z̈rms, w a v vozač 0.020 0.066 0.198 0.210 komforno suvozač 0.023 0.065 0.347 0.354 malo neudobno putnik1 0.036 0.050 0.280 0.286 komforno putnik2 0.034 0.050 0.277 0.283 komforno putnik3 0.033 0.057 0.308 0.315 malo neudobno putnik4 0.033 0.057 0.310 0.317 malo neudobno putnik5 0.036 0.043 0.256 0.262 komforno putnik6 0.034 0.043 0.253 0.259 komforno putnik7 0.033 0.050 0.279 0.285 komforno putnik8 0.033 0.050 0.281 0.288 komforno putnik9 0.036 0.037 0.240 0.246 komforno putnik10 0.034 0.037 0.237 0.242 komforno putnik11 0.033 0.044 0.255 0.261 komforno putnik12 0.033 0.044 0.258 0.264 komforno putnik13 0.036 0.032 0.233 0.238 komforno putnik14 0.034 0.032 0.230 0.235 komforno putnik15 0.033 0.038 0.239 0.244 komforno putnik16 0.033 0.038 0.242 0.247 komforno putnik17 0.036 0.028 0.235 0.239 komforno putnik18 0.034 0.028 0.233 0.237 komforno putnik19 0.033 0.032 0.231 0.236 komforno putnik20 0.033 0.032 0.235 0.240 komforno putnik21 0.036 0.025 0.247 0.251 komforno putnik22 0.034 0.025 0.245 0.249 komforno putnik23 0.033 0.028 0.233 0.237 komforno putnik24 0.033 0.028 0.237 0.241 komforno putnik25 0.036 0.024 0.267 0.270 komforno putnik26 0.034 0.024 0.265 0.269 komforno putnik27 0.033 0.025 0.245 0.249 komforno putnik28 0.033 0.025 0.249 0.253 komforno putnik29 0.036 0.026 0.293 0.297 komforno putnik30 0.034 0.026 0.292 0.295 komforno putnik31 0.033 0.024 0.265 0.268 komforno putnik32 0.033 0.024 0.269 0.272 komforno putnik33 0.036 0.030 0.325 0.328 malo neudobno putnik34 0.034 0.030 0.324 0.327 malo neudobno putnik35 0.033 0.026 0.292 0.295 komforno putnik36 0.033 0.026 0.295 0.298 komforno putnik37 0.036 0.034 0.360 0.363 malo neudobno putnik38 0.034 0.034 0.359 0.362 malo neudobno putnik39 0.033 0.029 0.323 0.326 malo neudobno putnik40 0.033 0.029 0.327 0.330 malo neudobno putnik41 0.036 0.040 0.397 0.401 malo neudobno putnik42 0.034 0.040 0.397 0.401 malo neudobno putnik43 0.033 0.034 0.358 0.361 malo neudobno putnik44 0.033 0.034 0.362 0.365 malo neudobno putnik45 0.036 0.046 0.433 0.437 malo neudobno putnik46 0.034 0.046 0.433 0.437 malo neudobno putnik47 0.033 0.046 0.435 0.439 malo neudobno putnik48 0.033 0.046 0.439 0.442 malo neudobno putnik49 0.036 0.054 0.487 0.491 malo neudobno putnik50 0.034 0.054 0.487 0.491 malo neudobno putnik51 0.033 0.054 0.487 0.492 malo neudobno putnik52 0.033 0.054 0.489 0.493 malo neudobno putnik53 0.033 0.054 0.492 0.496 malo neudobno Korisnik RMS vrednosti vrednovanih ubrzanja [m/s2] Ocena komfora (ISO 2631) 9. Simulaciono istraživanje 126 9.1.5. Vrlo dobar asfalt-betonski kolovoz za brzinu autobusa od 90 km/h Na slici 9.13 prikazana je oscilatorna pobuda autobusa - vrlo dobar asfalt-betonski kolovoz, čije su neravnosti na levom i desnom tragu vremenski smaknute za jednu sekundu (poglavlje 4.2.3). Slika 9.13. Oscilatorna pobuda autobusa vrlo dobar asfalt-beton, brzina 90 km/h, smaknuti levi i desni trag za jednu sekundu U tabeli 9.5 date su rms vrednosti vrednovanih ubrzanja za pravce x, y i z-osa, kao i ukupna rms vrednost vrednovanog ubrzanja na mestima svih korisnika autobusa IK 301. Simulacijom utvrđena rms ubrzanja za pravac y-ose imaju veće vrednosti u poređenju sa rms vrednostima koje su dobijene za oscilatorne pobude kod kojih su neravnosti na levom i desnom tragu približno indentične. Karoserija autobusa, kod vremenski smaknute pobude, osim vertikalnog pomeranja ima i ugaona pomeranja oko podužne težišne ose (x-osa) što za posledicu ima pojavu ubrzanja u pravcu y-ose na sedištima korisnika. Vrednosti rms ubrzanja za sedišta u sredini autobusa su niska, pri čemu putnik27 ima najnižu rms vrednost ubrzanja od 0.187 m/s2. Najvišu proračunatu rms vrednost ukupnog ubrzanja ima putnik53 od 0.433 m/s2. RMS vrednost ubrzanja za vozača iznosi 0.314 m/s2. Ukupna rms vrednost ubrzanja na sedištima korisnika na prednjem prepustu autobusa su iznad 0.315 m/s2, pri čemu se izdvaja rms vrednost na mestu suvozača od 0.382 m/s2 (tabela 9.5). 9. Simulaciono istraživanje 127 Na slikama 9.14(a), 9.14(b) i 9.14(c) prikazana su ubrzanja za vozača, putnika27 i putnika53 za pravce x, y i z-osa. Zapaža se da na korisnike, osim vibracija po z-osi, deluju i vibracije u pravacu y-ose. Slika 9.14. Ubrzanja na mestu a) vozača, b) putnika27 i c) putnika53 za vrlo dobar asfalt-betonski kolovoz, brzina 90 km/h 9. Simulaciono istraživanje 128 Tabela 9.5. RMS vrednosti ubrzanja i ocena komfora za vrlo dobar asfalt-betonski kolovoz, brzina 90 km/h Ukupna RMS vrednost ubrzanja [m/s2] xr̈ms, w ÿrms, w z̈rms, w a v vozač 0.028 0.283 0.132 0.314 komforno suvozač 0.024 0.279 0.260 0.382 malo neudobno putnik1 0.042 0.221 0.290 0.367 malo neudobno putnik2 0.027 0.221 0.223 0.316 malo neudobno putnik3 0.030 0.249 0.223 0.335 malo neudobno putnik4 0.045 0.249 0.261 0.363 malo neudobno putnik5 0.042 0.198 0.270 0.337 malo neudobno putnik6 0.027 0.198 0.198 0.282 komforno putnik7 0.030 0.224 0.193 0.297 komforno putnik8 0.045 0.224 0.237 0.329 malo neudobno putnik9 0.042 0.176 0.254 0.312 komforno putnik10 0.027 0.176 0.178 0.252 komforno putnik11 0.030 0.200 0.166 0.262 komforno putnik12 0.045 0.200 0.218 0.299 komforno putnik13 0.042 0.156 0.243 0.292 komforno putnik14 0.027 0.156 0.165 0.228 komforno putnik15 0.030 0.178 0.145 0.231 komforno putnik16 0.045 0.178 0.203 0.274 komforno putnik17 0.042 0.138 0.238 0.279 komforno putnik18 0.027 0.138 0.159 0.212 komforno putnik19 0.030 0.157 0.131 0.207 komforno putnik20 0.045 0.157 0.196 0.255 komforno putnik21 0.042 0.125 0.239 0.273 komforno putnik22 0.027 0.125 0.162 0.207 komforno putnik23 0.030 0.140 0.128 0.192 komforno putnik24 0.045 0.140 0.195 0.244 komforno putnik25 0.042 0.117 0.246 0.276 komforno putnik26 0.027 0.117 0.174 0.212 komforno putnik27 0.030 0.126 0.136 0.187 komforno putnik28 0.045 0.126 0.202 0.242 komforno putnik29 0.042 0.116 0.258 0.286 komforno putnik30 0.027 0.116 0.193 0.227 komforno putnik31 0.030 0.118 0.153 0.195 komforno putnik32 0.045 0.117 0.215 0.249 komforno putnik33 0.042 0.122 0.275 0.304 komforno putnik34 0.027 0.122 0.216 0.250 komforno putnik35 0.030 0.116 0.176 0.213 komforno putnik36 0.045 0.116 0.234 0.265 komforno putnik37 0.042 0.134 0.296 0.327 malo neudobno putnik38 0.027 0.133 0.244 0.279 komforno putnik39 0.030 0.121 0.204 0.239 komforno putnik40 0.045 0.120 0.257 0.287 komforno putnik41 0.042 0.150 0.320 0.355 malo neudobno putnik42 0.027 0.149 0.273 0.313 komforno putnik43 0.030 0.132 0.235 0.271 komforno putnik44 0.045 0.131 0.283 0.315 malo neudobno putnik45 0.042 0.167 0.343 0.384 malo neudobno putnik46 0.027 0.167 0.302 0.346 malo neudobno putnik47 0.030 0.166 0.301 0.345 malo neudobno putnik48 0.046 0.166 0.342 0.383 malo neudobno putnik49 0.042 0.195 0.381 0.430 malo neudobno putnik50 0.028 0.195 0.345 0.397 malo neudobno putnik51 0.022 0.195 0.334 0.387 malo neudobno putnik52 0.030 0.195 0.347 0.399 malo neudobno putnik53 0.046 0.194 0.384 0.433 malo neudobno Korisnik RMS vrednosti vrednovanih ubrzanja [m/s2] Ocena komfora (ISO 2631) 9. Simulaciono istraživanje 129 9.1.6. Dobar asfalt-betonski kolovoz za brzinu autobusa od 90 km/h Na slici 9.15 prikazana je oscilatorna pobuda - dobar asfalt-betonski kolovoz. Neravnosti na levom i desnom tragu su vremenski smaknute za jednu sekundu. Ova pobuda ima veće amplitude neravnosti u poređenju sa smaknutom pobudom vrlo dobar asfalt-betonski kolovoz. Slika 9.15. Oscilatorna pobuda autobusa dobar asfalt-beton, brzina 90 km/h, smaknuti levi i desni trag za jednu sekundu U tabeli 9.6 date su rms vrednosti vrednovanog ubrzanja za pravce x, y i z-osa, kao i ukupna rms vrednost vrednovanog ubrzanja na mestima svih korisnika autobusa IK 301. RMS ubrzanja korisnika za pravac y-ose većih su vrednosti u poređenju sa rms ubrzanjima po y-osi za slučaj smaknute oscilatorne pobude - vrlo dobar asfalt-betonski kolovoz. Takođe se zapaža da su za pravac y-ose, rms ubrzanja na sedištima u srednjem delu autobusa (u blizini težišta autobusa) niska. Najnižu proračunatu rms vrednost ubrzanja od svih korisnika ima putnik27 -0.358 m/s2, a najvišu ima putnik53 -0.642 m/s2. Za korisnike na sedištima na prednjem prepustu autobusa ukupna rms vrednost ubrzanja je bliska ili veća od 0.5 m/s2 (tabela 9.6). Za vozača, rms vrednost ubrzanja manja je od 0.5 m/s2 i iznosi 0.493 m/s2. 9. Simulaciono istraživanje 130 Na slikama 9.16(a), 9.16(b) i 9.16(c) prikazani su signali ubrzanja, dobijeni simulacijom, za vozača, putnika27 i putnika53 za pravce x, y i z-osa. Vozač i putnik53 trpe približno iste intezitete ubrzanja u pravcu y-ose. Slika 9.16. Ubrzanja na mestu a) vozača, b) putnika27 i c) putnika53 za dobar asfalt-betonski kolovoz, brzina 90 km/h 9. Simulaciono istraživanje 131 Tabela 9.6. RMS vrednosti ubrzanja i ocena komfora za dobar asfalt betonski kolovoz, brzina 90 km/h Ukupna RMS vrednost ubrzanja [m/s2] xr̈ms, w ÿrms, w z̈rms, w a v vozač 0.043 0.431 0.252 0.493 malo neudobno suvozač 0.036 0.431 0.313 0.534 prilično neudobno putnik1 0.066 0.362 0.445 0.578 prilično neudobno putnik2 0.045 0.362 0.312 0.481 malo neudobno putnik3 0.045 0.398 0.284 0.491 malo neudobno putnik4 0.067 0.399 0.385 0.558 prilično neudobno putnik5 0.066 0.332 0.430 0.548 prilično neudobno putnik6 0.045 0.333 0.294 0.446 malo neudobno putnik7 0.045 0.366 0.264 0.454 malo neudobno putnik8 0.067 0.366 0.372 0.527 prilično neudobno putnik9 0.066 0.305 0.419 0.523 prilično neudobno putnik10 0.045 0.306 0.280 0.417 malo neudobno putnik11 0.045 0.336 0.248 0.420 malo neudobno putnik12 0.067 0.336 0.364 0.500 prilično neudobno putnik13 0.066 0.282 0.411 0.503 prilično neudobno putnik14 0.045 0.282 0.272 0.394 malo neudobno putnik15 0.045 0.309 0.239 0.393 malo neudobno putnik16 0.067 0.309 0.360 0.479 malo neudobno putnik17 0.066 0.263 0.407 0.489 malo neudobno putnik18 0.045 0.263 0.270 0.379 malo neudobno putnik19 0.045 0.285 0.236 0.373 malo neudobno putnik20 0.067 0.285 0.361 0.465 malo neudobno putnik21 0.066 0.249 0.407 0.482 malo neudobno putnik22 0.045 0.249 0.274 0.373 malo neudobno putnik23 0.045 0.265 0.240 0.361 malo neudobno putnik24 0.067 0.266 0.366 0.458 malo neudobno putnik25 0.066 0.242 0.412 0.482 malo neudobno putnik26 0.045 0.242 0.283 0.376 malo neudobno putnik27 0.045 0.251 0.251 0.358 malo neudobno putnik28 0.067 0.252 0.376 0.457 malo neudobno putnik29 0.066 0.242 0.420 0.489 malo neudobno putnik30 0.045 0.242 0.298 0.387 malo neudobno putnik31 0.045 0.243 0.267 0.364 malo neudobno putnik32 0.067 0.244 0.390 0.465 malo neudobno putnik33 0.066 0.249 0.432 0.503 prilično neudobno putnik34 0.045 0.249 0.318 0.406 malo neudobno putnik35 0.045 0.242 0.289 0.380 malo neudobno putnik36 0.067 0.243 0.407 0.479 malo neudobno putnik37 0.066 0.262 0.447 0.522 prilično neudobno putnik38 0.045 0.262 0.341 0.433 malo neudobno putnik39 0.045 0.248 0.314 0.403 malo neudobno putnik40 0.067 0.249 0.428 0.499 malo neudobno putnik41 0.066 0.281 0.465 0.547 prilično neudobno putnik42 0.045 0.281 0.368 0.465 malo neudobno putnik43 0.045 0.261 0.342 0.433 malo neudobno putnik44 0.067 0.261 0.451 0.526 prilično neudobno putnik45 0.066 0.302 0.484 0.574 prilično neudobno putnik46 0.045 0.302 0.393 0.498 malo neudobno putnik47 0.045 0.302 0.405 0.507 prilično neudobno putnik48 0.067 0.302 0.504 0.592 prilično neudobno putnik49 0.066 0.337 0.515 0.619 prilično neudobno putnik50 0.045 0.337 0.433 0.551 prilično neudobno putnik51 0.037 0.337 0.412 0.534 prilično neudobno putnik52 0.045 0.337 0.449 0.563 prilično neudobno putnik53 0.067 0.337 0.543 0.642 prilično neudobno Korisnik RMS vrednosti vrednovanih ubrzanja [m/s2] Ocena komfora (ISO 2631) 9. Simulaciono istraživanje 132 9.1.7. Loš asfalt-betonski kolovoz za brzinu autobusa od 72 km/h Na slici 9.17 prikazana je neravnost asfalt-betonskog kolovoza u lošem stanju u funkciji od vremena. Neravnosti su registrovane duž dva traga na deonici puta od 161 m pri brzini kretanja mernog vozila od 72 km/h. U poređenju sa ostalim oscilatornim pobudama, karakteristično je da ova pobuda ima najveće amplitude neravnosti koje se kreću od -6 cm do +6 cm. Takođe se zapaža da se neravnosti na levom i desnom tragu značajno razlikuju (praktično su smaknute). Slika 9.17. Oscilatorna pobuda autobusa loš asfalt-beton, brzina 72 km/h U tabeli 9.7 date su rms vrednosti vrednovanog ubrzanja za pravce x, y i z-osa, kao i ukupna rms vrednost vrednovanog ubrzanja na mestima svih korisnika autobusa IK 301. Zapaža se da su rms vrednosti ubrzanja korisnika za pravac y-ose izazito dominantna, naročito za korisnike na sedištima na prednjem i zadnjem prepustu autobusa. RMS vrednosti ubrzanja za pravac y-ose opadaju od sedišta na prednjem i zadnjem prepustu autobusa ka sedištima u sredini autobusa. Dalje, uočava se da putnici na sedištima do prolaza imaju manju vrednost rms ubrzanja po x-osi u odnosu na putnike koji sede na sedištima do prozora autobusa. Ovakve vrednosti ubrzanja po x-osi ukazuju na to da karoserija autobusa, za ovaj slučaj pobude, ima i ugaona pomeranja oko vertikalne težišne ose (tzv. plivanje). Putnici na sedištima u srednjem delu autobusa imaju niske ukupne rms vrednosti vrednovanog ubrzanja, pri čemu putnik22 ima najnižu rms vrednost od 0.237 m/s2. 9. Simulaciono istraživanje 133 Putnici na sedištima na prednjem i zadnjem prepustu autobusa imaju visoke ukupne rms vrednosti, veće od 0.8 m/s2. Najvišu ukupnu rms vrednost ubrzanja ima suvozač i ona iznosi 0.952 m/s2. Na mestu vozača rms vrednost ubrzanja veća je od 0.8 m/s2 i iznosi 0.942 m/s2. Kako je rms vrednost ubrzanja na mestu vozača približno jednaka rms vrednosti ubrzanja na mestu suvozača, jasno je da sistem oslanjanja vozačevog sedišta nema uticaj na gušenje vibracija koje deluju u pravcu y-ose. Putnici na sedištima u srednjem delu autobusa (sedišta u blizini težišta autobusa), za ovu oscilatornu pobudu, imaju značajno bolji oscilatorni komfor od vozača autobusa. Od svih putnika autobusa, putnik49 ima najvišu ukupnu rms vrednost vrednovanog ubrzanja od 0.916 m/s2 (tabela 9.7). Na slikama 9.18(a), 9.18(b) i 9.18(c) prikazana su ubrzanja za vozača, putnika22 i putnika49 za pravce x, y i z-osa. Ubrzanja korisnika po pravcu y-ose za korisnike na prednjem i zadnjem prepustu autobusa su dominantna. Slika 9.18. Ubrzanja na mestu a) vozača, b) putnika22 i c) putnika49 za loš asfalt-betonski kolovoz, brzina 72 km/h 9. Simulaciono istraživanje 134 Tabela 9.7. RMS vrednosti ubrzanja i ocena komfora za loš asfalt-betonski kolovoz, brzina 72 km/h Ukupna RMS vrednost ubrzanja [m/s2] xr̈ms, w ÿrms, w z̈rms, w a v vozač 0.110 0.888 0.293 0.942 neudobno suvozač 0.080 0.875 0.367 0.952 neudobno putnik1 0.156 0.621 0.264 0.692 prilično neudobno putnik2 0.080 0.621 0.263 0.679 prilično neudobno putnik3 0.087 0.744 0.324 0.816 neudobno putnik4 0.163 0.744 0.344 0.835 neudobno putnik5 0.156 0.510 0.232 0.581 prilično neudobno putnik6 0.081 0.510 0.230 0.565 prilično neudobno putnik7 0.087 0.631 0.288 0.699 prilično neudobno putnik8 0.163 0.631 0.309 0.721 prilično neudobno putnik9 0.156 0.402 0.205 0.477 malo neudobno putnik10 0.081 0.401 0.200 0.456 malo neudobno putnik11 0.087 0.520 0.254 0.585 prilično neudobno putnik12 0.163 0.520 0.276 0.611 prilično neudobno putnik13 0.156 0.299 0.183 0.384 malo neudobno putnik14 0.081 0.299 0.176 0.356 malo neudobno putnik15 0.087 0.412 0.223 0.476 malo neudobno putnik16 0.163 0.411 0.246 0.506 prilično neudobno putnik17 0.156 0.211 0.170 0.313 komforno putnik18 0.081 0.210 0.159 0.276 komforno putnik19 0.087 0.308 0.196 0.375 malo neudobno putnik20 0.163 0.308 0.220 0.412 malo neudobno putnik21 0.156 0.162 0.167 0.280 komforno putnik22 0.081 0.162 0.153 0.237 komforno putnik23 0.087 0.218 0.176 0.293 komforno putnik24 0.163 0.217 0.200 0.338 malo neudobno putnik25 0.156 0.187 0.174 0.299 komforno putnik26 0.081 0.186 0.159 0.258 komforno putnik27 0.087 0.163 0.165 0.247 komforno putnik28 0.163 0.163 0.188 0.297 komforno putnik29 0.156 0.265 0.191 0.362 malo neudobno putnik30 0.081 0.265 0.175 0.328 malo neudobno putnik31 0.087 0.181 0.164 0.259 komforno putnik32 0.163 0.180 0.185 0.306 komforno putnik33 0.156 0.364 0.216 0.451 malo neudobno putnik34 0.081 0.364 0.199 0.423 malo neudobno putnik35 0.087 0.256 0.174 0.321 malo neudobno putnik36 0.163 0.256 0.192 0.359 malo neudobno putnik37 0.156 0.471 0.245 0.553 prilično neudobno putnik38 0.081 0.471 0.228 0.529 prilično neudobno putnik39 0.087 0.354 0.193 0.412 malo neudobno putnik40 0.163 0.354 0.207 0.441 malo neudobno putnik41 0.157 0.581 0.278 0.663 prilično neudobno putnik42 0.081 0.581 0.261 0.642 prilično neudobno putnik43 0.087 0.460 0.219 0.517 prilično neudobno putnik44 0.163 0.460 0.230 0.539 prilično neudobno putnik45 0.157 0.682 0.309 0.765 prilično neudobno putnik46 0.081 0.682 0.293 0.747 prilično neudobno putnik47 0.087 0.682 0.283 0.743 prilično neudobno putnik48 0.163 0.682 0.289 0.758 prilično neudobno putnik49 0.157 0.829 0.357 0.916 neudobno putnik50 0.082 0.829 0.342 0.900 neudobno putnik51 0.042 0.829 0.333 0.894 neudobno putnik52 0.087 0.829 0.330 0.897 neudobno putnik53 0.163 0.829 0.333 0.908 neudobno Korisnik RMS vrednosti vrednovanih ubrzanja [m/s2] Ocena komfora (ISO 2631) 9. Simulaciono istraživanje 135 * * * Na osnovu rezultata sprovedene analize za različite oscilatorne pobude može se zaključiti da:  za oscilatorne pobude kod kojih su neravnosti na levom i desnom tragu skoro indentične, ubrzanja korisnika po z-osi su dominantna;  za smaknute oscilatorne pobude, osim vertikalnih, korisnici trpe i značajna horizontalna ubrzanja po pravcu y-ose;  za smaknute oscilatorne pobude sa velikim amplitudama neravnosti, dominanta su ubrzanja na mestima korisnika po pravcu y-ose;  prilikom ocene oscilatornog komfora, osim vertikalnih ubrzanja za koje se često smatra da su najvećih inteziteta, vrlo važno je uzeti u razmatranje i ubrzanja koja na mestima korisnika deluju u horizontalnom pravcu, naročito ubrzanja po pravcu y-ose; Na osnovu prikazanih rezultata simulacije zapaža se da najveće rms vrednosti vertikalnih ubrzanja imaju korisnici kad se vozilo kreće po lošem asfalt-betonskom kolovozu (brzina 80 km/h). Za vremenski smaknutu pobudu - dobar asfalt-beton (brzina 90 km/h), rms vrednosti ubrzanja za pravac z-ose i y-ose približno su jednake. Za oscilatornu pobudu loš-asfalt beton (brzina 72 km/h), rms vrednosti ubrzanja korisnika po y-osi imaju najveće vrednosti. Prilikom određivanja oscilatornih parametara sedišta sa kojima bi se poboljšala oscilatorna udobnost korisnika autobusa uzete su u obzir tri navedene karakteristične oscilatorne pobude. 9.2. Određivanje dozvoljenog vremena izlaganja putnika autobusa sa najmanjim oscilatornim komforom prema kriterijumu umanjenog oscilatornog komfora standarda ISO 2631 (1985) Dozvoljena vremena izlaganja vibracijama određena su za korisnike autobusa čiji je komfor, prema kriterijumima standarda ISO 2631 (1997), ugrožen. Kako vozač najveći deo svog radnog vremena provede u vožnji, dozvoljeno vreme izlaganja vibracijama određeno je i za vozača autobusa. Vreme izlaganja određeno je za oscilatorne pobude za 9. Simulaciono istraživanje 136 koje je merno vozilo registrovalo neravnosti na oba traga, tj. za - loš asfalt-beton (brzina 64, 72 i 80 km/h), dobar asfalt-beton (brzina 80 km/h) i vrlo dobar cement-betonski kolovoz (brzina 80 km/h). Imajući u vidu da vibracije, na osnovu rezultata sprovednih simulacija, imaju uglavnom najveće intezitete u pravcu z-ose, dozvoljena vremena izlaganja određena su za vibracije u vertikalnom pravcu. U daljem tekstu ukratko će biti opisan postupak za dobijanje RMS krivih za z-osu. Srednje efektivne vrednosti vrednovanog vertikalnog ubrzanja za centralne frekvencije tercnih opsega određene su prema izrazu [9.2] iiziwrms fffz wrms ∆⋅Φ= )()( ,,  [9.2] gde je: fi – centralna frekvencija tercnih opsega (Hz); −)(, iwrms fz srednja efektivna vrednost vrednovanog vertikalnog ubrzanja za centralne frekvencije tercnih opsega (m/s2); −Φ )( , iz f wrms spektralna gustina snage vrednovanog vertikalnog ubrzanja za centralne frekvencije tercnih opsega ((m2/s4)/Hz) i −∆ if širina tercnih opsega za centralne frekvencije fi (Hz); Širine tercnih intervala if∆ za centralne frekvencije fi se računaju prema izrazu [9.3] LiRii fff −=∆ [9.3] gde je: fLi - leva granica tercnog opsega za centralnu frekvneciju fi (Hz) i fRi - desna granica tercnog opsega za centralnu frekvenciju fi (Hz); Leve i desne granice tercnih opsega mogu se odreditit pomoću izraza [9.4] i [9.5] 9. Simulaciono istraživanje 137 iLi ff ⋅= 89.0 [9.4] iLiLiRi ffff ⋅=⋅=⋅= 12.126.123 [9.5] Na slici 9.19 uporedno su prikazani filteri za vrednovanje vertikalnog ubrzanja Wz i Wk prema standardu ISO 2631(1985) i ISO 2631(1997). Uočava se da novija verzija standarda ISO 2631 pripisuje veće težinske koeficijente vibracijama koje deluju u vertikalnom pravcu, za frekventne opsege ispod 1 Hz i iznad 8 Hz. Slika 9.19. Filteri za vrednovanje vertikalnih ubrzanja, prema ISO 2631(1985) i ISO 2631(1997) U daljem tekstu prikazani su rezultati analize dozvoljenog vremena izlaganja vibracijama vozača autobusa IK 301 i putnika autobusa IK 301 za koje je simulacijom utvrđen najmanji oscilatorni komfor. Spektralne gustine snage vrednovanih vertikalnih ubrzanja dobijene su prema Welch-ovoj metodi koja je u Matlab-ovom Signal Processing Toolbox-u implementirana pomoću funkcije pwelch (The MathWorks, Inc. 2001; Bogojević, 2003). Za vrednosti parametara window i noverlap ove funkcije izabrane su standardne podrazumevane vrednosti. Za broj tačaka nfft u kojima funkcija računa brzu Furijeovu transformaciju izabrane su dužine nizova vrednovanih vertikalnih ubrzanja (npr. za vreme simulacije od 8 sekundi, dužina niza jednaka je 8001). Za 9. Simulaciono istraživanje 138 vrednost parametra fs funkcije pwelch uzeta je frekvencija odabiranja signala vrednovanog vertikalnog ubrzanja od 1000 Hz. 9.2.1. Dozvoljeno vreme izlaganja vibracijama za pobudu - Loš asfalt-betonski kolovoz za brzinu autobusa od 64 km/h Na slici 9.20 prikazane su spektralne gustine snage vrednovanih ubrzanja za vozača, suvozača, putnika7 i putnika53. Uočava se da su vozač, suvozač i putnik7 izloženi vertikalnim ubrzanjima čiji su inteziteti raspodeljeni na frekventi opseg od 0 Hz do 4 Hz. Za razliku od njih, putnik 53 trpi i izvesna vertikalna ubrzanja na frekvencijama iznad 4 Hz. Ako se ima u vidu da je telo čoveka najviše osetljivo na verikalne vibracije u frekventnom opsegu od 4 Hz do 8 Hz, onda ovo dodatno ukazuje da korisnici na zadnjim sedištima imaju umanjen oscilatorni komfor. Slika 9.20. Spektralne gustine snage vrednovanog vertikalnog ubrzanja za vozača, suvozača, putnika7 i putnika53, za loš asfalt-betonski kolovoz, brzina 64 km/h U tabeli 9.8 date su granične frekvencije za tercne opsege, centralne frekvencije za tercne opsege, vrednosti spektralnih gustina snage za centralne frekvencije i proračunate srednje efektivne vrednosti vrednovanog vertikalnog ubrzanja korisnika za centralne frekvencije. 9. Simulaciono istraživanje 139 Tabela 9.8. RMS vrednosti vrednovanog vertikalnog ubrzanja korisnika za centralne frekvencije za loš asfalt-betonski kolovoz, brzina 64 km/h Na slici 9.21 prikazane su linije za vrednovanje dejstva oscilacija u z-pravcu na komfor prema ISO 2631 (1985) i RMS krive. RMS krive su dobijene unošenjem srednjih efektivnih vrednosti vrednovanog vertikalnog ubrzanja za centralne frekvencije u dijagram. Pikovi RMS kriva definišu dozvoljeno vreme izlaganja tela korisnika oscilacijama. Slika 9.21. Vremena izlaganja za vozača, suvozača, putnika7 i putnika53 za pobudu loš asfalt-betonski kolovoz i brzinu od 64 km/h Sa slike 9.21 uočava se da vozač ima najduže dozvoljeno vreme izlaganja, a putnik 53 najkraće dozvoljeno vreme izlaganja vibracijama. Takođe se zapaža da je dozvoljeno vreme izlaganja za putnika7 duže od dozvoljenog vremena izlaganja za suvozača autobusa. Na lošoj asfalt-betonskoj podlozi pri brzini kretanja autobusa IK 301 od 64 km/h dozvoljeno vreme izlaganja za vozača iznosi nešto manje 8 časova, za suvozača približno 2.5 časa, za putnika7 ovo vreme je duže od 2.5 časa, a za putnika53 kraće od 2.5 časa. Φz ̈rms,w(fi) z ̈rms,w (fi) Φz ̈rms,w(fi) z ̈rms,w (fi) Φz ̈rms,w(fi) z ̈rms,w (fi) Φz ̈rms,w(fi) z ̈rms,w (fi) 0.89 1 1.12 0.080 0.136 0.055 0.112 0.035 0.090 0.020 0.068 1.1125 1.25 1.4 0.050 0.120 0.040 0.107 0.023 0.081 0.025 0.085 1.424 1.6 1.792 0.010 0.061 0.050 0.136 0.019 0.084 0.050 0.136 1.78 2 2.24 0.005 0.048 0.130 0.245 0.075 0.186 0.140 0.254 2.225 2.5 2.8 0.003 0.042 0.120 0.263 0.080 0.214 0.215 0.352 2.8035 3.15 3.528 0.005 0.060 0.045 0.181 0.050 0.190 0.150 0.330 3.56 4 4.48 0.010 0.096 0.040 0.192 0.040 0.192 0.042 0.197 4.45 5 5.6 0.001 0.034 0.005 0.076 0.004 0.068 0.020 0.152 5.607 6.3 7.056 0.009 0.114 0.009 0.114 0.009 0.114 0.052 0.274 7.12 8 8.96 0.005 0.096 0.005 0.096 0.005 0.096 0.010 0.136 8.9 10 11.2 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 putnik53 f Li [Hz] f i [Hz] f Ri [Hz] vozač suvozač putnik7 9. Simulaciono istraživanje 140 9.2.2. Dozvoljeno vreme izlaganja vibracijama za pobudu - Loš asfalt-betonski kolovoz za brzinu autobusa od 80 km/h Na slici 9.22 prikazane su spektralne gustine snage vrednovanih ubrzanja za vozača, suvozača i putnika49. U tabeli 9.9 date su granične frekvencije za tercne opsege, centralne frekvencije za tercne opsege, vrednosti spektralnih gustina snage za centralne frekvencije i proračunate srednje efektivne vrednosti vrednovanog vertikalnog ubrzanja korisnika za centralne frekvencije. Slika 9.22. Spektralne gustine snage vrednovanog vertikalnog ubrzanja za vozača, suvozača i putnika49, za loš asfalt-betonski kolovoz, brzina 80 km/h Tabela 9.9. RMS vrednosti vrednovanog vertikalnog ubrzanja korisnika za centralne frekvencije za loš asfalt-betonski kolovoz, brzina 80 km/h Φz ̈rms,w(fi) z ̈rms,w (fi) Φz ̈rms,w(fi) z ̈rms,w (fi) Φz ̈rms,w(fi) z ̈rms,w (fi) 0.89 1 1.12 0.010 0.048 0.010 0.048 0.010 0.048 1.1125 1.25 1.4 0.010 0.054 0.015 0.066 0.010 0.054 1.424 1.6 1.792 0.015 0.074 0.020 0.086 0.015 0.074 1.78 2 2.24 0.009 0.064 0.040 0.136 0.050 0.152 2.225 2.5 2.8 0.010 0.076 0.090 0.227 0.200 0.339 2.8035 3.15 3.528 0.015 0.104 0.150 0.330 0.540 0.625 3.56 4 4.48 0.015 0.117 0.040 0.192 0.080 0.271 4.45 5 5.6 0.050 0.240 0.080 0.303 0.180 0.455 5.607 6.3 7.056 0.010 0.120 0.013 0.137 0.193 0.529 7.12 8 8.96 0.009 0.129 0.009 0.129 0.036 0.257 8.9 10 11.2 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 f Li [Hz] f i [Hz] f Ri [Hz] vozač suvozač putnik49 9. Simulaciono istraživanje 141 Na slici 9.23 prikazane su linije za vrednovanje dejstva oscilacija u z-pravcu na komfor prema ISO 2631 (1985) i RMS krive. Slika 9.23. Vremena izlaganja za vozača, suvozača i putnika49 za pobudu loš asfalt-betonski kolovoz i brzinu od 80 km/h Dozvoljeno vreme izlaganja za vozača i suvozača na lošoj asfalt-betonskoj podlozi, pri brzini kretanja autobusa IK 301 od 80 km/h, u poređenju sa dozvoljenim vremenima za loš asfalt-beton i brzinu od 64 km/h je znatno kraće (slika 9.21). Za vozača ono iznosi približno 2.5 časova. Dozvoljeno vreme izlaganja za putnika49 je znatno kraće od 2.5 časova i ono iznosi 25 minuta. Za suvozača, takođe, je kraće od 2.5 časova, ali je ovo vreme duže od dozvoljenog vremena izlaganja za putnika49 (slika 9.23). Jasno je da produženo kretanje ovom brzinom na ovakvoj podlozi nije moguće. 9.2.3. Dozvoljeno vreme izlaganja vibracijama za pobudu - Dobar asfalt-betonski kolovoz za brzinu autobusa od 80 km/h Na slici 9.24 prikazane su spektralne gustine snage vrednovanih ubrzanja za vozača, suvozača, putnika1 i putnika53. U tabeli 9.10 date su granične frekvencije za tercne opsege, centralne frekvencije za tercne opsege, vrednosti spektralnih gustina snage za centralne frekvencije i proračunate srednje efektivne vrednosti vrednovanog vertikalnog ubrzanja korisnika za centralne frekvencije. 9. Simulaciono istraživanje 142 Slika 9.24. Spektralne gustine snage vrednovanog vertikalnog ubrzanja za vozača, suvozača, putnika1 i putnika53, za dobar asfalt-betonski kolovoz, brzina 80 km/h Tabela 9.10. RMS vrednosti vrednovanog vertikalnog ubrzanja korisnika za centralne frekvencije za dobar asfalt-betonski kolovoz, brzina 80 km/h Na slici 9.25 prikazane su linije za vrednovanje dejstva oscilacija u z-pravcu na komfor prema ISO 2631 (1985) i RMS krive. Slika 9.25. Vremena izlaganja za vozača, suvozača, putnika1 i putnika53 za pobudu dobar asfalt-betonski kolovoz i brzinu od 80 km/h Φz ̈rms,w(fi) z ̈rms,w (fi) Φz ̈rms,w(fi) z ̈rms,w (fi) Φz ̈rms,w(fi) z ̈rms,w (fi) Φz ̈rms,w(fi) z ̈rms,w (fi) 0.89 1 1.12 0.055 0.112 0.050 0.107 0.035 0.090 0.017 0.063 1.1125 1.25 1.4 0.050 0.120 0.052 0.122 0.038 0.105 0.020 0.076 1.424 1.6 1.792 0.033 0.110 0.045 0.129 0.027 0.100 0.037 0.117 1.78 2 2.24 0.010 0.068 0.060 0.166 0.040 0.136 0.100 0.214 2.225 2.5 2.8 0.005 0.054 0.100 0.240 0.080 0.214 0.250 0.379 2.8035 3.15 3.528 0.015 0.104 0.068 0.222 0.066 0.219 0.190 0.371 3.56 4 4.48 0.017 0.125 0.040 0.192 0.038 0.187 0.066 0.246 4.45 5 5.6 0.009 0.102 0.014 0.127 0.017 0.140 0.025 0.170 5.607 6.3 7.056 0.005 0.085 0.005 0.085 0.005 0.085 0.043 0.250 7.12 8 8.96 0.005 0.096 0.005 0.096 0.005 0.096 0.039 0.268 8.9 10 11.2 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 putnik53 f Li [Hz] f i [Hz] f Ri [Hz] vozač suvozač putnik1 9. Simulaciono istraživanje 143 Sa slike 9.25 se zapaža da je dozvoljeno vreme izlaganja za vozača kraće od 8 časova. Putnik53 ima najkraće dozvoljeno vreme izlaganja, malo duže od 1 časa. Dozvoljena vremena izlaganja za korisnike na prednjem prepustu autobusa (suvozača i putnika1) su približno jednaka (duže od 2.5 časova, ali ne mnogo). Utvrđena dozvoljena vremena izlaganja korisnika za ovu oscilatornu pobudu, približno su jednaka dozvoljenim vremenima izlaganja korisnika za pobudu loš asfalt-beton pri brzini kretanja autobusa od 64 km/h (slika 9.21). 9.2.4. Dozvoljeno vreme izlaganja vibracijama za pobudu - Vrlo dobar cement- betonski kolovoz za brzinu autobusa od 80 km/h Na slici 9.26 prikazane su spektralne gustine snage vrednovanih ubrzanja za vozača, suvozača i putnika53. U tabeli 9.11 date su granične frekvencije za tercne opsege, centralne frekvencije za tercne opsege, vrednosti spektralnih gustina snage za centralne frekvencije i proračunate srednje efektivne vrednosti vrednovanog vertikalnog ubrzanja korisnika za centralne frekvencije. Slika 9.26. Spektralne gustine snage vrednovanog vertikalnog ubrzanja za vozača, suvozača i putnika53, za vrlo dobar cement-betonski kolovoz, brzina 80 km/h 9. Simulaciono istraživanje 144 Tabela 9.11. RMS vrednosti vrednovanog vertikalnog ubrzanja korisnika za centralne frekvencije za vrlo dobar cement-betonski kolovoz, brzina 80 km/h Na slici 9.27 prikazane su linije za vrednovanje dejstva oscilacija u z-pravcu na komfor prema ISO 2631 (1985) i RMS krive. Slika 9.27. Vremena izlaganja za vozača, suvozača i putnika53 za pobudu vrlo dobar cement-betonski kolovoz i brzinu od 80 km/h Sa slike 9.27 se zapaža da je dozvoljeno vreme izlaganja za vozača duže od 8 časova. Iako je se autobus kreće po podlozi vrlo dobar cement-beton, putnik53 ima kratko dozvoljeno vreme izlaganja vibracijama, kraće od 2.5 časova. Za suvozača vreme izlaganja je nešto duže od 2.5 časova. Φz ̈rms,w(fi) z ̈rms,w (fi) Φz ̈rms,w(fi) z ̈rms,w (fi) Φz ̈rms,w(fi) z ̈rms,w (fi) 0.89 1 1.12 0.025 0.076 0.020 0.068 0.007 0.040 1.1125 1.25 1.4 0.023 0.081 0.025 0.085 0.010 0.054 1.424 1.6 1.792 0.010 0.061 0.035 0.113 0.017 0.079 1.78 2 2.24 0.007 0.057 0.040 0.136 0.049 0.150 2.225 2.5 2.8 0.007 0.063 0.063 0.190 0.150 0.294 2.8035 3.15 3.528 0.008 0.076 0.060 0.208 0.155 0.335 3.56 4 4.48 0.008 0.086 0.020 0.136 0.030 0.166 4.45 5 5.6 0.003 0.059 0.004 0.068 0.015 0.131 5.607 6.3 7.056 0.001 0.038 0.001 0.038 0.005 0.085 7.12 8 8.96 0.001 0.043 0.001 0.043 0.001 0.043 8.9 10 11.2 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 f Li [Hz] f i [Hz] f Ri [Hz] vozač suvozač putnik53 9. Simulaciono istraživanje 145 9.2.5. Dozvoljeno vreme izlaganja vibracijama za pobudu - Loš asfalt-betonski kolovoz za brzinu autobusa od 72 km/h Na slici 9.28 prikazane su spektralne gustine snage vrednovanih ubrzanja za vozača, suvozača i putnika49. U tabeli 9.12 date su granične frekvencije za tercne opsege, centralne frekvencije za tercne opsege, vrednosti spektralnih gustina snage za centralne frekvencije i proračunate srednje efektivne vrednosti vrednovanog vertikalnog ubrzanja korisnika za centralne frekvencije. Slika 9.28. Spektralne gustine snage vrednovanog vertikalnog ubrzanja za vozača, suvozača i putnika49, za loš asfalt-betonski kolovoz, brzina 72 km/h Tabela 9.12. RMS vrednosti vrednovanog vertikalnog ubrzanja korisnika za centralne frekvencije za loš asfalt-betonski kolovoz, brzina 72 km/h Φz ̈rms,w(fi) z ̈rms,w (fi) Φz ̈rms,w(fi) z ̈rms,w (fi) Φz ̈rms,w(fi) z ̈rms,w (fi) 0.89 1 1.12 0.095 0.148 0.090 0.144 0.025 0.076 1.1125 1.25 1.4 0.080 0.152 0.080 0.152 0.023 0.081 1.424 1.6 1.792 0.025 0.096 0.040 0.121 0.024 0.094 1.78 2 2.24 0.003 0.037 0.035 0.127 0.050 0.152 2.225 2.5 2.8 0.002 0.034 0.055 0.178 0.093 0.231 2.8035 3.15 3.528 0.001 0.027 0.010 0.085 0.021 0.123 3.56 4 4.48 0.001 0.030 0.005 0.068 0.005 0.068 4.45 5 5.6 0.001 0.034 0.002 0.048 0.003 0.059 5.607 6.3 7.056 0.001 0.038 0.001 0.038 0.005 0.085 7.12 8 8.96 0.000 0.000 0.000 0.000 0.001 0.043 8.9 10 11.2 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 f Li [Hz] f i [Hz] f Ri [Hz] vozač suvozač putnik49 9. Simulaciono istraživanje 146 Na slici 9.29 prikazane su linije za vrednovanje dejstva oscilacija u z-pravcu na komfor prema ISO 2631 (1985) i RMS krive. Slika 9.29. Vremena izlaganja za vozača, suvozača i putnika49 za pobudu loš asfalt-betonski kolovoz i brzinu od 72 km/h Sa slike 9.29 su uočava da je dozvoljeno vreme izlaganja vozača vibracijama duže od 8 časova. Za suvozača i za putnika49 ono je kraće od 8 časova. Treba naglasiti da su dozvoljena vremena izlaganja vozača i suvozača vibracijama duža od dozvoljenih vremena izlaganja vibracijama za pobudu - dobar asfalt-betonski kolovoz. Međutim, treba imati u vidu da su, za oscilatornu pobudu loš asfalt-beton i brzinu autobusa od 72 km/h, dominantne vibracije korisnika za y-pravac (tabela 9.7). Takođe, vremena izlaganja vozača i suvozača približno su jednaka vremenima izlaganja vozača i suvozača za pobudu - vrlo dobar cement-betonski kolovoz (slika 9.27). * * * Na osnovu rezultata analize dozvoljenog vremena izlaganja vibracijama može se konstatovati:  pri većim brzinama kretanja autobusa po podlogama istog kvaliteta dozvoljeno vreme izlaganja korisnika vibracijama je kraće;  pri istoj brzini kretanja autobusa na podlogama lošijeg kvaliteta dozvoljeno vreme izlaganja korisnika vibracijama se smanjuje; 9. Simulaciono istraživanje 147  dozvoljeno vreme izlaganja korisnika vibracijama kada se autobus kreće manjim brzinama po lošijoj podlozi približno je jednako dozvoljenom vremenu izlaganja vibracijama kada se autobus kreće većim brzinama po podlozi boljeg kvaliteta;  dozvoljeno vreme izlaganja korisnika vertikalnim vibracijama na lošoj podlozi može da bude duže od dozvoljenog vremena izlaganja korisnika vertikalnim vibracijama na podlozi boljeg kvaliteta;  korisnici autobusa na zadnjem prepustu uvek imaju najkraće dozvoljeno vreme izlaganja vibracijama (posebno putnici na sedištima u zadnjem redu autobusa);  od korisnika na prednjem prepustu autobusa, najkraće dozvoljeno vreme izlaganja ima suvozač; 9.3. Definisanje i određivanje zona komfora za korisnike autobusa Zona jednakog oscilatornog komfora u autobusu može se definisati kao skup sedišta na kojima korisnici autobusa imaju približno isti oscilatorni komfor. Za određivanje zona oscilatornog komfora poslužili su kriterijumi udobnosti u sredstvima javnog prevoza koje propisuje standard ISO 2631 (1997), (slika 9.30). Oscilatorne zone su određene za sve oscilatorne pobude autobusa kako bi se dobilo više informacija o tome kojim sedištima u autobusu IK 301 treba promeniti oscilatorne parametre u cilju poboljšanja komfora korisnika koji na njima sede. Izvor: Standard ISO 2631, 1997. Slika 9.30. Kriterijumi komfora u sredstvima javnog prevoza, prema ISO 2631 (1997) 9. Simulaciono istraživanje 148 9.3.1. Oscilatorna pobuda - loš asfalt-beton, brzina 64 km/h Na slici 9.31 naznačene su, prema tabeli 9.1, dve različite zone jednakog komfora za oscilatornu pobudu loš asfalt-betonski kolovoz i brzinu autobusa od 64 km/h. Slika 9.31. Zone jednakog oscilatornog komfora za autobus IK 301 za pobudu loš asflat-beton, brzina 64 km/h U prvoj oscilatornoj zoni nalaze se sedišta sa oznakama V, P1-P36, P39 i P40 sa ocenom oscilatornog komfora “malo neudobno“ (ukupna rms vrednost ubrzanja veća od 0.315 m/s2). Druga oscilatorna zona uključuje sedišta sa oznakama S, P37, P38 i P41- P53 sa ocenom oscilatornog komfora “prilično neudobno“ (ukupna rms vrednost ubrzanja veća od 0.5 m/s2). Treba napomenuti da je prema rezultatima iz tabele 9.1, ukupna rms vrednost vrednovanog ubrzanja za sedišta na prednjem prepustu (sedišta P1-P4) bliska 0.5 m/s2. 9.3.2. Oscilatorna pobuda - loš asfalt-beton, brzina 80 km/h Na slici 9.32 naznačene su, prema tabeli 9.2, tri zone jednakog oscilatornog komfora za pobudu loš asfalt-betonski kolovoz i brzinu autobusa od 80 km/h. Slika 9.32. Zone jednakog oscilatornog komfora za autobus IK 301 za pobudu loš asflat-beton, brzina 80 km/h Prva oscilatorna zona uključuje sedište vozača sa ocenom oscilatornog komfora “malo neudobno“. U drugoj zoni nalaze se sedišta S, P1-P36, P39 i P40 sa ocenom oscilatornog komfora “prilično neudobno“. Sedišta P37, P38 i P41-P53 sa ocenom 9. Simulaciono istraživanje 149 komfora “neudobno“ (ukupna rms vrednost vrednovanog ubrzanja veća od 0.8 m/s2) se nalaze u trećoj oscilatornoj zoni. Prema rezultatima iz tabele 9.2, sedišta na prednjem prepustu (sedišta P3, P4 i S) imaju ukupne rms vrednosti vrednovanog ubrzanja bliske 0.6 m/s2. Uticaj sistema oslanjanja vozačevog sedišta na smanjenje vibracija, kada se autobus kreće na lošim podlogama, primetan pri većim brzinama kretanja autobusa. 9.3.3. Oscilatorna pobuda - dobar asfalt-beton, brzina 80 km/h Na slici 9.33 naznačene su, prema tabeli 9.3, dve zone jednakog oscilatornog komfora za pobudu dobar asfalt-betonski kolovoz i brzinu autobusa od 80 km/h. Slika 9.33. Zone jednakog oscilatornog komfora za autobus IK 301 za pobudu dobar asflat-beton, brzina 80 km/h U prvoj oscilatornoj zoni nalaze se sedišta V, S, P1-P32, P35, P36, P39 i P40 sa ocenom oscilatorne udobnosti “malo neudobno“. U drugoj zoni nalaze se sedišta P33, P34, P37, P38 i P41-P53 sa ocenom oscilatornog komfora “prilično neudobno“. Utvrđeno je da i za ovaj slučaj oscilatorne pobude, putnici na sedištima na prednjem prepustu (S, P3 i P4) imaju veće vrednosti ukupnog rms vrednovanog ubrzanja od putnika na sedištima u sredini autobusa. 9.3.4. Oscilatorna pobuda - vrlo dobar cement-beton, brzina 80 km/h Na slici 9.34 naznačene su, prema tabeli 9.4, dve zone jednakog oscilatornog komfora za pobudu vrlo dobar cement-betonski kolovoz i brzinu autobusa od 80 km/h. Slika 9.34. Zone jednakog oscilatornog komfora za autobus IK 301 za pobudu vrlo dobar cement-beton, brzina 80 km/h 9. Simulaciono istraživanje 150 Sedišta V, P1, P2, P5-P32, P35 i P36 sa ocenom oscilatorne udobnosti “komforno“ (ukupna rms vrednost ubrzanja manja od 0.315 m/s2) se nalaze u prvoj oscilatornoj zoni. U drugoj zoni nalaze se sedišta S, P3,P4, P33, P34 i P37-P53 sa ocenom oscilatornog komfora “malo neudobno“. Putnici na sedištima na prednjem prepustu imaju veće vrednosti ukupnog rms ubrzanja od putnika na sedištima u sredini autobusa (tabela 9.4). 9.3.5. Oscilatorna pobuda - vrlo dobar asfalt-beton, brzina 90 km/h Na slici 9.35 naznačene su, prema tabeli 9.5, dve zone jednakog oscilatornog komfora za vremenski smaknutu pobudu vrlo dobar asfalt-betonski kolovoz i brzinu autobusa od 90 km/h. Slika 9.35. Zone jednakog oscilatornog komfora za autobus IK 301 za pobudu vrlo dobar asflat-beton, brzina 90 km/h U prvoj oscilatornoj zoni nalaze se sedišta V, P6, P7, P9-P36, P38-P40, P42 i P43 sa ocenom oscilatorne udobnosti “komforno“, a u drugoj zoni sedišta S, P1-P5, P8, P37, P41 i P44-P53 sa ocenom komfora “malo neudobno“. 9.3.6. Oscilatorna pobuda - dobar asfalt-beton, brzina 90 km/h Na slici 9.36 naznačene su, prema tabeli 9.6, dve zone jednakog oscilatornog komfora za vremenski smaknutu pobudu dobar asfalt-betonski kolovoz i brzinu autobusa od 90 km/h. Slika 9.36. Zone jednakog oscilatornog komfora za autobus IK 301 za pobudu dobar asflat-beton, brzina 90 km/h 9. Simulaciono istraživanje 151 U prvu zonu jednakog oscilatornog komfora nalaze se sedišta V, P2, P3, P6, P7, P10, P11, P10-P32, P34-P36, P38-P40, P42, P43 i P46, sa ocenom komfora “malo neudobno“. Sedišta S, P1, P4, P5, P8, P9, P12, P33, P37, P41, P44, P45 i P47-P53 sa ocenom komfora “prilično neudobno“ se nalaze u drugoj oscilatornoj zoni. Jasno se uočavaju sedišta do prozora u blizini prednje i zadnje osovine autobusa sa umanjenim oscilatornim komforom. 9.3.7. Oscilatorna pobuda - loš asfalt-beton, brzina 72 km/h Na slici 9.37 naznačene su, prema tabeli 9.7, četiri zone jednakog oscilatornog komfora za pobudu loš asfalt-beton i brzinu autobusa od 72 km/h. Slika 9.37. Zone jednakog oscilatornog komfora za autobus IK 301 za pobudu loš asflat-beton, brzina 72 km/h U prvoj oscilatornoj zoni nalaze se sedišta P17, P18, P21-P23, P25-P28, P31 i P32 sa ocenom oscilatorne udobnosti “komforno“. U drugoj zoni sedišta P9, P10, P13-P15, P19, P20, P24, P29, P30, P33-P36, P39 i P40 sa ocenom “malo neudobno“ . Sedišta P1, P2, P5-P8, P11, P12, P16, P37, P38 i P41-P48 sa ocenom komfora “prilično neudobno“ se nalaze u trećoj oscilatornoj zoni. U četvrtoj zoni se nalaze sedišta V, S, P3, P4 i P49- P53 sa ocenom komfora “neudobno“. Sedišta na prednjem prepustu autobusa i iznad prednje osovine autobusa, kao sedišta na zadnjem prepustu autobusa imaju najlošiju oscilatornu udobnost (sedišta kod kojih je ukupno rms ubrzanja veće od 0.5 m/s2 i od 0.8 m/s2). Putnici na sedištima u zadnjem redu na zadnjem prepustu autobusa trpe najveće ukupne rms vrednosti ubrzanja (tabela 9.7). Na osnovu sprovedne analize može se zaključiti da u autobusu IK 301 postoji više oscilatornih zona sa različitim ocenama oscilatorne udobnosti. Broj oscilatornih zona i njihov položaj u autobusu (tj. sedišta koja se nalaze u oscilatornim zonama), razlikuju se za različite oscilatorne pobude autobusa. 9. Simulaciono istraživanje 152 Za oscilatorne pobude za koje su vertikalna ubrzanja na mestima korisnika dominantna, u autobusu se izdvajaju dve različite oscilatorne zone. U prvoj oscilatornoj zoni se nalaze sedišta na prednjem prepustu i sedišta između prednje i zadnje osovine autobusa. Utvrđeno je da ova oscilatorna zona, u zavisnosti od uslova eksploatacije autobusa (kvaliteta podloge i brzine kretanja), ima oscilatonu udobnost ocenjenu sa “komforno“ (vrlo dobar cement-beton, brzina 80 km/h), “malo neudobno“ (loš asfalt-beton, brzina 64 km/h; dobar asfalt-beton, brzina 80 km/h) i “prilično neudobno“ (loš asfalt-beton, brzina 80 km/h). U ovoj oscilatornoj zoni sedišta na prednjem prepustu imaju veće ukupne rms vrednosti ubrzanja u odnosu na ostala sedišta iz ove oscilatorne zone. Tu se izdvaja sedište suvozača koje za dve pobude (vrlo dobar cement-beton, brzina 80 km/h; loš asfalt-beton, brzina 64 km/h) spada u drugu oscilatornu zonu (zona sa nižim oscilatornim komforom). Druga oscilatorna zona uključuje sedišta na zadnjem prepustu autobusa IK 301. Sedišta u ovoj oscilatornoj zoni imaju za jedan nivo niži komfor u odnosu na sedišta u prvoj zoni auotbusa. Komfor ove zone ocenjen je sa “malo neudobno“ (vrlo dobar cement- beton, brzina 80 km/h), “prilično neudobno“ (loš asfalt-beton, brzina 64 km/h; dobar asfalt-beton, brzina 80 km/h) i “neudobno“ (loš asfalt-beton, brzina 80 km/h). Uticaj elastičnog sistema oslanjajna vozačevog sedišta na komfor primetan je na lošim podlogama sa povećanjem brzine kretanja autobusa (loš asfalt-beton, brzina 80 km/h). * * * Imajući u vidu uslove eksploatacije autobusa (kvalitet podloge i brzinu kretanja) i utvrđene oscilatorne zone može se zaključiti:  da se sa pogoršanjem kvaliteta podloge, pri istim brzinama kretanja autobusa, smanjuje oscilatorna udobnost u svim oscilatornim zonama autobusa;  na podlogama istog kvaliteta, povećanje brzine kretanja autobusa utiče na smanjenje oscilatorne udobnosti u svim oscilatornim zonama autobusa;  oscilatorna udobnost u svim oscilatornim zonama autobusa se ne menja kada se autobus kreće manjim brzinama po lošijoj podlozi i većim brzinama po podlozi boljeg kvaliteta; 9. Simulaciono istraživanje 153  i kada se nalaze u istoj oscilatornoj zoni, putnici na sedištima ne prednjem prepustu autobusa imaju veće vrednosti ukupnih vrednovanih rms ubrzanja od putnika na sedištima u srednjem delu autobusa;  od svih korisnika na prednjem prepustu, najveće vrednosti rms ubrzanja ima suvozač autobusa; Kada su neravnosti na levim i desnim točkovima vremenski smaknute, na mestima korisnika osim vertikalnih vibracija deluju i horizontalne vibracije po pravcu y-ose. Ubrzanja po y-pravcu većih su inteziteta ukoliko je podloga lošijeg kvaliteta. Pokazano je da se za takve pobude u autobusu izdvajaju dve različite oscilatorne zone. Prva oscilatorna zona uključuje sedišta između prednje i zadnje osovine autobusa. Oscilatorna udobnost ove oscilatorne zone ocenjena je sa “komforno“ (vrlo dobar asfalt- beton, brzina 90 km/h) i sa “malo neudobno“ (dobar asfalt-beton, brzina 90 km/h). Druga oscilatorna zona uključuje sedišta na prednjem i zadnjem prepustu autobusa, i sedišta iznad prednje i zadnje osovine autobusa. Sedišta u ovoj oscilatornoj zoni imaju za jedan nivo niži komfor u odnosu na sedišta u prvoj zoni auotobusa. Komfor ove zone ocenjen je sa “malo neudobno“ (vrlo dobar asfalt-beton, brzina 90 km/h) i sa “prilično neudobno“ (dobar asfalt-beton, brzina 90 km/h). Iako se sedište vozača nalazi na prednjem prepustu autobusa, sistem elastičnog oslanjanja mu obezbeđuje bolji oscilatorni komfor u odnosu na sva sedišta iz ove zone. * * * Imajući u vidu uslove eksploatacije autobusa (kvalitet podloge i brzinu kretanja) i utvrđene oscilatorne zone (slike 9.35 i 9.36), za pobudu koja je vremenski smaknuta, može se zaključiti:  da se sa pogoršanjem kvaliteta podloge, pri istim brzinima kretanja autobusa umanjuje oscilatorna udobnost u oscilatornim zonama autobusa;  putnici na sedištima do prozora autobusa u prednjem i zadnjem delu autobusa imaju za jedan stepen niži oscilatorni komfor od putnika na sedištima do prolaza između redova autobusa; 9. Simulaciono istraživanje 154 Za pobudu loš asfalt-beton (brzina 72 km/h) pokazalo se da korisnici trpe najveće vrednosti ubrzanja u pravcu y-ose. Za ovu pobudu, u autobusu IK 301 izdvajaju se četiri različite oscilatorne zone. Komfor korisnika se, idući od sedišta na prednjem prepustu autobusa i od sedišta na zadnjem prepustu autobusa, pa do sedišta u sredini autobusa, poboljšava. Najbolji komfor imaju putnici na sedištima u sredenjem delu autobusa, a najlošiji komfor putnici na sedištima na oba prepusta autobusa i na sedištima iznad prednje i zadnje osovine autobusa. Na osnovu sprovedene analize oscilatorne udobnosti korisnika autobusa IK 301 i određenih oscilatornih zona može se zaključiti da putnici na sedištima na prednjem prepustu autobusa i iznad prednje osovine (S, P1-P9, P11,P12, P16) , kao i putnici na sedištma na zadnjem prepustu autobusa i iznad zadnje osovine (P33, P34, P37-P53) imaju najlošiju oscilatornu udobnost (slika 9.38). U cilju poboljšanja oscilatornog komfora korisnika i eventualnog ujednačavanja oscilatorne udobnosti svih korisnika ovim sedištima u autobusu treba menjati oscilatorne parametre. Slika 9.38. Sedišta korisnika autobusa IK 301 sa umanjenim oscilatornim komforom 10. Mogućnost ujednačavanja nivoa komfora za sve korisnike vozila 155 10. Mogućnost ujednačavanja nivoa komfora za sve korisnike vozila U cilju iznalaženja oscilatornih parametra putničkih sedišta sa kojima bi se poboljšao komfor oscilatorno ugroženih putnika, obavljena je analiza uticaja krutosti i prigušenja sedišta na oscilatornu veličinu - ukupna rms vrednost ubrzanja. Uzeto je u obzir pet različitih vrednosti koeficijenta krutosti i pet različitih vrednosti koeficijenta prigušenja sedišta iz opsega ±50% od njihovih orginalnih vrednosti (csp=20000 (N/m), bsp=220 (Ns/m)) (tabela 10.1). Za analizu je iskorišćen ADAMS/View-ov napredni alat “DOE - Design Of Experiments“. Tabela 10.1. Vrednosti koeficijenta krutosti i koeficijenta prigušenja sedišta u analizi uticaja na rms vrednosti ubrzanja korisnika U analizi su uzeta u obzir sedišta putnika sa najlošijim oscilatornim komforom u prednjem i zadnjem delu autobusa (slika 9.38). Analiza uticaja parametara sedišta na rms vrednost ubrzanja sprovedena je za tri karakteristične oscilatorne pobude. U daljem tekstu prikazani su rezultati analiza u vidu dijagrama, a izveštaji analize za svakog razmatranog korisnika dati su u prilogu 3. 10.1. Poboljšanje oscilatornih parametara sedišta putnika sa ugroženim oscilatornim komforom Na slici 10.1 prikazna je promena ukupne rms vrednosti ubrzanja za suvozača, putnika5 i putnika49 za pobudu loš asfalt-beton, brzina 80 km/h. Uočava se da rms vrednosti ubrzanja rastu sa povećanjem krutosti sedišta za sve razmatrane vrednosti prigušenja. Za sedišta malih krutosti uticaj prigušenja na rms ubrzanje korisnika je zanemarljivo. Uticaj prigušenja na rms ubrzanje korisnika primetno je za sedišta većih krutosti. Niže vrednosti rms ubrzanja postižu sa većim vrednostima prigušenja. Za krutosti 10000 N/m ukupne vrednosti rms ubrzanja, za korisnike na sedištima u prednjem i zadnjem delu autobusa, približno su jednake 0.5 m/s2. Koeficijent krutosti c sp [N/m ] 10000 ≤ c sp ≤ 35000 c sp = 10000, 15000, 20000, 25000, 35000 Koeficijent prigušenja b sp [Ns/m ] 120 ≤ b sp ≤ 330 b sp = 110, 165, 220, 275, 330 Koeficjent krutosti i koeficjent prigušenja putničkog sedišta Opseg vrednosti Vrednosti oscilatornih parametara u analizi uticaja na rms ubrzanje 10. Mogućnost ujednačavanja nivoa komfora za sve korisnike vozila 156 Slika 10.1. Zavisnost rms ubrzanja od krutosti i prigušenja sedišta za a) suvozača, b) putnika5 i c) putnika49, za pobudu loš-asfalt beton i brzinu od 80 km/h Na slici 10.2 prikazana je promena ukupne rms vrednosti ubrzanja za korisnike čija su sedišta u prednjem delu autobusa (suvozač, putnik1 i putnik12), za pobudu loš asfalt- beton, brzina 72 km/h. Uočava se da krutost sedišta vrlo malo utiče na ukupne rms vrednosti ubrzanja za sve analizirane korisnike. Takođe, uticaj prigušenja na rms ubrzanje je neznatan. Vrednosti rms ubrzanja za putnika1 i putnika12 su približno iste i iznose 0.8 m/s2. Na mestu suvozača rms vrednost ubrzanja je veća, i približno je jednaka 1.2 m/s2. Promena krutosti i prigušenja sedišta putnika na prednjem delu autobusa neznatno utiče na gušenje vibracija čija su ubrznja po y-pravcu dominantna. Slika 10.2. Zavisnost rms ubrzanja od krutosti i prigušenja sedišta za a) suvozača, b) putnika1 i c) putnika12, za pobudu loš-asfalt beton i brzinu od 72 km/h 10. Mogućnost ujednačavanja nivoa komfora za sve korisnike vozila 157 Na slici 10.3 prikazana je promena ukupne rms vrednosti ubrzanja za korisnike čija su sedišta u zadnjem delu autobusa (putnik42, putnik48 i putnik49), za pobudu loš asfalt- beton, brzina 72 km/h. Uticaj krutosti na rms ubrzanja primetno je za niže vrednosti koeficijenta prigušenja. Sa porastom krutosti sedišta raste i ukupno rms ubrzanje. Niže vrednosti rms ubrzanja se postižu sa mekšim sedištima. Do promene ukupne rms vrednosti ubrzanja dolazi usled uticaja oscilatornih parametara sedišta na ubrzanja koja deluju u vertikalnom pravcu na mestima korisnika. Slika 10.3. Zavisnost rms ubrzanja od krutosti i prigušenja sedišta za a) putnika42, b) putnika48 i c) putnika49, za pobudu loš-asfalt beton i brzinu od 72 km/h Na slici 10.4 prikazana su ubrzanja za pravce x, y i z-osa putnika49 za tri grupe oscilatornih parametara sedišta (csp=10000 (N/m), bsp=330 (Ns/m)), (csp=20000 (N/m), bsp=220 (Ns/m)) i (csp=25000 (N/m), bsp=110 (Ns/m)). Uočava se da promena oscilatornih parametra sedišta ne utiče na ubrzanja po pravcima x i y-osa. Ubrzanja u pravcu z-ose većih su inteziteta za kruća sedišta i manjih inteziteta za mekša sedišta. 10. Mogućnost ujednačavanja nivoa komfora za sve korisnike vozila 158 Slika 10.4. Ubrzanje na mestu putnika49 za oscilatorne parametre sedišta a) csp=10000 (N/m) i bsp=330 (Ns/m), b) csp=20000 (N/m) i bsp=220 (Ns/m), i c) csp=25000 (N/m) i bsp=110 (Ns/m) Na slici 10.5 prikazana je promena ukupne rms vrednosti ubrzanja za korisnike na prednjem delu autobusa (suvozač, putnik1 i putnik8), za pobudu dobar asfalt-beton, brzina 90 km/h. Uticaj krutosti sedišta na promenu rms ubrzanja manje je izražen za mesto suvozača u odnosu na putnika1 i putnika8. Najniže vrednosti rms ubrzanja, za sve razmatrane korisnike, postižu se sa najmekšim sedištima. Za sedišta krutosti 10000 N/m, rms vrednosti ubrzanja na mestu suvozača i putnaka1 približno su jednake 0.8 m/s2, a na mestu putnika8 približno 0.6 m/s2. Slika 10.5. Zavisnost rms ubrzanja od krutosti i prigušenja sedišta za a) suvozača, b) putnika1 i c) putnika8, za pobudu dobar-asfalt beton i brzinu od 90 km/h 10. Mogućnost ujednačavanja nivoa komfora za sve korisnike vozila 159 Na slici 10.6 prikazana je promena ukupne rms vrednosti ubrzanja za korisnike na zadnjem delu autobusa (putnik37, putnik50 i putnik53), za pobudu dobar asfalt-beton, brzina 90 km/h. Sa povećavenjem krutosti sedišta, raste ukupno rms ubrzanje za sve razmatrane vrednosti koeficijenta prigušenja. Najniže rms vrednosti ubrzanja obezbeđuju najmekša sedišta i sedišta sa najvećim prigušenjem. Za sedišta krutosti 10000 N/m i prigušenja od 330 Ns/m, rms vrednost ubrzanja za sve analizirane korisnike približno je jednaka 0.6 m/s2. Slika 10.6. Zavisnost rms ubrzanja od krutosti i prigušenja sedišta za a) putnika37, b) putnika50 i c) putnika53, za pobudu dobar-asfalt beton i brzinu od 90 km/h * * * Analiza uticaja oscilatornih parametara na rms ubrzanja korisnika, za tri različite oscilatorne pobude, pokazala je da:  najnižu vrednost ukupnog rms ubrzanja obezbeđuju sedišta putnika malih krutosti i sa visokim prigušenjem;  krutost i prigušenje sedišta nemaju uticaj na ubrzanja u horizontalnom pravcu (pravac x i y-ose) koja korisnici trpe na sedištima;  krutost i prigušenje imaju vrlo mali uticaj na ukupnu vrednost rms ubrzanja za oscilatornu pobudu kod koje su izražene vibracije u pravcu y-ose na mestima korisnika; 10. Mogućnost ujednačavanja nivoa komfora za sve korisnike vozila 160 Prilikom utvrđivanja mogućnosti poboljšanja komfora korisnika autobusa u obzir se uzimaju oscilatorni parametri sedišta koji prema sprovedenoj analizi obezbeđuju najniže vrednosti ukupnog rms ubrzanja (krutost csp=10000 (N/m), prigušenje bsp=330 (Ns/m)). 10.2. Analiza poboljšanja oscilatornog komfora putnika usled promene oscilatornih parametara sedišta u pojedinim zonama U ovom odeljku predstavljeni su rezultati simulacije nakon promene oscilatornih parametara sedišta putnika koja se nalaze u oscilatornim zonama sa umanjenim oscilatornim komforom (slika 9.38). Analiza je sprovedena za sve ranije razmatrane oscilatorne pobude autobusa. 10.2.1. Oscilatorna pobuda - loš asfalt-beton, brzina 64 km/h U tabeli 10.2 uporedno su date rms vrednosti vrednovanih ubrzanja za pravce x, y i z- osa, i ukupna rms vrednost vrednovanog ubrzanja za orginalne oscilatorne parametre sedišta (csp=20000 (N/m), bsp=220 (Ns/m)) i za oscilatorne parametre sedišta utvrđene analizom (csp=10000 (N/m), bsp=330 (Ns/m)) za pobudu loš-asfalt beton, brzina 64 km/h. Uočava se da svi korisnici na sedištima sa oscilatornim parametrima (csp=10000 (N/m), bsp=330 (Ns/m)) imaju osetno manju ukupnu rms vrednost vrednovanog ubrzanja, a njihova oscilatorna udobnost se poboljšala. Promenom oscilatornih parametara sedišta, rms ubrzanja u horizontalnim pravcima (pravac x i y-osa) su se vrlo malo smanjila. Međutim, rms vrednosti ubrzanja za vertikalan pravac su se značajno smanjila. 10. Mogućnost ujednačavanja nivoa komfora za sve korisnike vozila 161 Tabela 10.2. RMS vrednosti ubrzanja i ocena komfora za sedišta čije su oscilatorne karakteristike promenjene, za loš asfalt-betonski kolovoz, brzina 64 km/h Ukupna RMS vrednost ubrzanja [m/s2] xr̈ms, w ÿrms, w z̈rms, w a v csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) suvozač 0.037 0.144 0.498 0.519 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) suvozač 0.035 0.139 0.343 0.372 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik1 0.064 0.110 0.434 0.452 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik1 0.061 0.106 0.266 0.293 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik2 0.058 0.110 0.425 0.443 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik2 0.056 0.106 0.266 0.292 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik3 0.053 0.126 0.454 0.474 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik3 0.052 0.122 0.303 0.331 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik4 0.054 0.126 0.456 0.476 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik4 0.054 0.122 0.306 0.334 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik5 0.064 0.096 0.407 0.423 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik5 0.061 0.093 0.239 0.264 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik6 0.058 0.096 0.398 0.414 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik6 0.056 0.093 0.239 0.262 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik7 0.053 0.111 0.422 0.439 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik7 0.052 0.108 0.271 0.296 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik8 0.054 0.111 0.424 0.442 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik8 0.054 0.108 0.274 0.299 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik9 0.064 0.084 0.388 0.402 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik9 0.061 0.081 0.218 0.241 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik11 0.053 0.097 0.396 0.411 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik11 0.052 0.094 0.243 0.266 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik12 0.055 0.097 0.399 0.414 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik12 0.054 0.094 0.246 0.268 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik16 0.055 0.085 0.382 0.395 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik16 0.054 0.082 0.222 0.243 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik33 0.064 0.078 0.458 0.469 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik33 0.062 0.079 0.263 0.282 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik34 0.058 0.078 0.456 0.466 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik34 0.056 0.079 0.259 0.277 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik37 0.064 0.090 0.495 0.507 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik37 0.062 0.091 0.294 0.314 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik38 0.059 0.090 0.493 0.505 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik38 0.056 0.091 0.290 0.309 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik39 0.054 0.077 0.457 0.467 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik39 0.052 0.078 0.252 0.269 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik40 0.055 0.077 0.465 0.475 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik40 0.054 0.078 0.251 0.268 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik41 0.064 0.103 0.536 0.549 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik41 0.062 0.105 0.327 0.349 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik42 0.059 0.103 0.535 0.548 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik42 0.056 0.105 0.323 0.344 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik43 0.054 0.088 0.495 0.506 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik43 0.052 0.090 0.281 0.300 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik44 0.055 0.088 0.503 0.514 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik44 0.054 0.090 0.280 0.299 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik45 0.064 0.116 0.576 0.591 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik45 0.062 0.118 0.359 0.382 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik46 0.059 0.116 0.575 0.590 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik46 0.056 0.118 0.355 0.378 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik47 0.054 0.116 0.582 0.596 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik47 0.053 0.118 0.349 0.372 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik48 0.055 0.116 0.590 0.604 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik48 0.054 0.118 0.347 0.371 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik49 0.064 0.135 0.637 0.654 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik49 0.062 0.137 0.407 0.434 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik50 0.059 0.135 0.637 0.654 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik50 0.056 0.137 0.403 0.429 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik51 0.055 0.135 0.640 0.656 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik51 0.053 0.137 0.400 0.426 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik52 0.054 0.135 0.645 0.661 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik52 0.053 0.137 0.397 0.424 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik53 0.055 0.135 0.653 0.669 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik53 0.055 0.137 0.395 0.422 malo neudobno KorisnikOscilatorni parametri sedišta RMS vrednosti vrednovanih ubrzanja [m/s2] Ocena komfora (ISO 2631) 10. Mogućnost ujednačavanja nivoa komfora za sve korisnike vozila 162 Na slici 10.7 uporedno su predstavljene oscilatorne zone u autobusu IK 301 pre i nakon promene oscilatornih parametara sedišta sa umanjenim oscilatornim komforom, za oscilatornu pobudu loš-asfalt beton (brzina 64 km/h). Slika 10.7. Zone jednakog oscilatornog komfora autobusa IK 301 a) pre i b) nakon promene oscilatornih parametara sedišta sa umanjenim komforom za loš asfalt-betonski kolovoz, brzina 64 km/h Promenom oscilatornih parametara u autobusu su dobijene dve različite oscilatorne zone sa ocenama ocilatorne udobnosti “komforno“ i “malo neudobno“. Ove ocene oscilatorne udobnosti prihvatljive su za komfor putnika međugradskog autobusa koji se kreće po lošoj podlozi. Oscilatorni komfor suvozača je poboljšan. Iako se ukupna rms vrednost ubrzanja za putnika3 i putnika4, nakon promene oscilatornih parametara sedišta smanjila, njihova udobnost prema kriterijumima standarda ISO 2631 nije se promenila. U zadnjem delu autobusa poboljšan je oscilatorni komfor i za korisnike na zadnjim sedištima. Uočava se da najveće poboljšanje komfora imaju korisnici na sedištima P37, P38, P43 i P44. Promenom oscilatornih parametara njihovo rms ubrzanje značajno se smanjilo, i ono je niže od 0.315 m/s2. 10.2.2. Oscilatorna pobuda - loš asfalt-beton, brzina 80 km/h U tabeli 10.3 date su rms vrednosti vrednovanih ubrzanja za pravce x, y i z-osa, i ukupna rms vrednost vrednovanog ubrzanja za dve grupe oscilatornih parametara sedišta (csp=20000 (N/m), bsp=220 (Ns/m)) i (csp=10000 (N/m), bsp=330 (Ns/m)), za pobudu loš-asfalt beton (brzina 80 km/h). 10. Mogućnost ujednačavanja nivoa komfora za sve korisnike vozila 163 Tabela 10.3. RMS vrednosti ubrzanja i ocena komfora za sedišta čije su oscilatorne karakteristike promenjene, za loš asfalt-betonski kolovoz, brzina 80 km/h Ukupna RMS vrednost ubrzanja [m/s2] xr̈ms, w ÿrms, w z̈rms, w a v csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) suvozač 0.056 0.112 0.583 0.596 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) suvozač 0.053 0.113 0.312 0.336 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik1 0.083 0.083 0.545 0.557 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik1 0.080 0.082 0.287 0.309 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik2 0.080 0.083 0.541 0.553 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik2 0.078 0.082 0.284 0.306 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik3 0.079 0.097 0.552 0.566 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik3 0.076 0.097 0.292 0.317 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik4 0.080 0.097 0.549 0.564 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik4 0.077 0.097 0.291 0.316 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik5 0.083 0.070 0.540 0.551 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik5 0.080 0.069 0.282 0.301 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik6 0.080 0.070 0.536 0.546 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik6 0.078 0.069 0.279 0.297 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik7 0.079 0.084 0.535 0.548 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik7 0.076 0.083 0.281 0.303 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik8 0.080 0.084 0.533 0.545 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik8 0.077 0.083 0.279 0.301 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik9 0.083 0.058 0.547 0.556 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik9 0.080 0.057 0.282 0.299 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik11 0.079 0.071 0.530 0.540 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik11 0.076 0.070 0.275 0.294 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik12 0.080 0.071 0.527 0.538 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik12 0.077 0.070 0.273 0.293 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik16 0.080 0.059 0.533 0.543 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik16 0.077 0.058 0.274 0.290 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik33 0.083 0.058 0.772 0.778 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik33 0.080 0.056 0.389 0.401 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik34 0.080 0.058 0.769 0.775 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik34 0.078 0.056 0.387 0.399 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik37 0.083 0.070 0.829 0.836 neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik37 0.080 0.068 0.418 0.431 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik38 0.080 0.070 0.826 0.833 neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik38 0.078 0.068 0.417 0.429 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik39 0.078 0.057 0.760 0.766 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik39 0.076 0.055 0.383 0.394 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik40 0.079 0.057 0.758 0.765 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik40 0.077 0.055 0.382 0.394 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik41 0.082 0.083 0.889 0.897 neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik41 0.080 0.081 0.449 0.464 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik42 0.080 0.083 0.887 0.894 neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik42 0.078 0.081 0.448 0.462 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik43 0.078 0.069 0.817 0.824 neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik43 0.076 0.067 0.412 0.424 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik44 0.079 0.069 0.816 0.823 neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik44 0.077 0.067 0.412 0.424 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik45 0.082 0.095 0.945 0.954 neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik45 0.080 0.093 0.479 0.494 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik46 0.080 0.095 0.943 0.952 neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik46 0.078 0.093 0.478 0.493 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik47 0.078 0.095 0.941 0.949 neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik47 0.076 0.093 0.476 0.491 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik48 0.079 0.095 0.940 0.948 neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik48 0.077 0.093 0.476 0.491 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik49 0.082 0.112 1.030 1.039 neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik49 0.080 0.111 0.523 0.540 prilično neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik50 0.080 0.112 1.028 1.037 neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik50 0.078 0.111 0.522 0.539 prilično neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik51 0.078 0.112 1.027 1.036 neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik51 0.076 0.111 0.521 0.538 prilično neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik52 0.078 0.112 1.026 1.035 neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik52 0.076 0.111 0.521 0.538 prilično neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik53 0.079 0.112 1.025 1.034 neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik53 0.077 0.111 0.521 0.538 prilično neudobno RMS vrednosti vrednovanih ubrzanja [m/s2] KorisnikOscilatorni parametri sedišta Ocena komfora(ISO 2631) 10. Mogućnost ujednačavanja nivoa komfora za sve korisnike vozila 164 Uočava se da se sa promenom oscilatornih parametara smanjila ukupna rms vrednost vrednovanog ubrzanja za sve korisnike. Za korisnike na zadnjem prepustu autobusa ukupne rms vrednosti su se smanjile za čak približno 50%. Na primer, za putnika49 ukupno rms ubrzanja za orginalne oscilatorne parametre sedišta je 1.039 m/s2. Za sedište krutosti 10000 N/m i sa prigušenjem od 330 Ns/m, ukupno rms vrednost ubrzanja je značajno manja i iznosi 0.540 m/s2. Na slici 10.8 uporedno su prikazan oscilatorne zone autobusa IK 301 pre i nakon promene oscilatornih parametara sedišta sa ugroženim oscilatornim komforom, za oscilatornu pobudu loš-asfalt beton (brzina 80 km/h). Slika 10.8. Zone jednakog oscilatornog komfora autobusa IK 301 a) pre i b) nakon promene oscilatornih parametara sedišta sa umanjenim komforom za loš asfalt-betonski kolovoz, brzina 80 km/h Nakon promene oscilatornih parametara sedišta u autobusu, prema tabeli 10.4, postoje tri različite oscilatorne zone sa ocenama udobnosti - “komforno“, “malo neudobno“ i “neudobno“. Najviši komfor imaju putnici na sedištima u blizini prednje osovine autobusa (ukupne rms vrednosti ubrzanja za te korisnike je ispod 0.315 m/s2). Oscilatorni komfor putnika na sedištima u sredini autobusa je nepromenjen, ali treba imati u vidu da su na tim sedištima ukupne rms vrednosti ubrzanja malo iznad 0.5 m/s2 (tabela 9.3). Na sedištima na zadnjem prepustu autobusa komfor putnika je poboljšan za dve ocene, od “neudobno“ do “malo neudobno“. Za putnike na sedištima u zadnjem redu autobusa komfor je poboljšan za jednu oscenu, od “neudobno“ do “prilično 10. Mogućnost ujednačavanja nivoa komfora za sve korisnike vozila 165 neudobno“. Promenom oscilatornih parametara sedišta nije se postiglo izjednačenje oscilatorne udobnosti svih korisnika, ali je komfor značajno poboljšan, što je važno ako se uzme u obzir oscilatorna pobuda - loš asfalt-beton i brzina autobusa od 80 km/h. 10.2.3. Oscilatorna pobuda - dobar asfalt-beton, brzina 80 km/h U tabeli 10.4 date su rms vrednosti vrednovanih ubrzanja za pravce x, y i z-osa, i ukupna rms vrednost vrednovanog ubrzanja za dve grupe oscilatornih parametara sedišta (csp=20000 (N/m), bsp=220 (Ns/m)) i (csp=10000 (N/m), bsp=330 (Ns/m)), za pobudu dobar asfalt-beton, brzina 80 km/h. Ukupna rms vrednost vrednovanog ubrzanja, za korisnike čiji su oscilatorni parametri sedišta promenjeni, se smanjila. Oscilatorna udobnost korisnika na prednjem prepustu na mestima S, P1,P3 i P4 se nije promenila, ali je njihova ukupna rms vrednost ubrzanja sada dosta niža od 0.5 m/s2. Na slici 10.9(a) prikazane su zone jednakog oscilatornog komfora za autobusa IK 301 pre promene oscilatornih parametara sedišta. Na slici 10.9(b) prikazane su oscilatorne zone nakon promene oscilatornih parametara sedišta, za oscilatornu pobudu dobar-asfalt beton (brzina 80 km/h). Slika 10.9. Zone jednakog oscilatornog komfora autobusa IK 301 a) pre i b) nakon promene oscilatornih parametara sedišta sa umanjenim komforom za dobar asfalt-betonski kolovoz, brzina 80 km/h 10. Mogućnost ujednačavanja nivoa komfora za sve korisnike vozila 166 Tabela 10.4. RMS vrednosti ubrzanja i ocena komfora za sedišta čije su oscilatorne karakteristike promenjene, za dobar asfalt-betonski kolovoz, brzina 80 km/h Ukupna RMS vrednost ubrzanja [m/s2] xr̈ms, w ÿrms, w z̈rms, w a v csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) suvozač 0.041 0.152 0.472 0.498 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) suvozač 0.039 0.153 0.344 0.379 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik1 0.070 0.112 0.439 0.459 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik1 0.066 0.112 0.292 0.319 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik2 0.064 0.112 0.415 0.435 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik2 0.060 0.112 0.287 0.314 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik3 0.059 0.131 0.424 0.448 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik3 0.056 0.131 0.310 0.341 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik4 0.061 0.131 0.415 0.440 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik4 0.058 0.131 0.308 0.340 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik5 0.070 0.096 0.410 0.427 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik5 0.066 0.095 0.268 0.292 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik6 0.064 0.096 0.387 0.404 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik6 0.060 0.095 0.264 0.287 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik7 0.059 0.114 0.389 0.410 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik7 0.056 0.114 0.283 0.310 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik8 0.061 0.114 0.382 0.404 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik8 0.058 0.114 0.282 0.309 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik9 0.070 0.080 0.390 0.404 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik9 0.066 0.079 0.249 0.270 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik11 0.059 0.097 0.363 0.380 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik11 0.056 0.097 0.260 0.283 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik12 0.061 0.097 0.358 0.376 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik12 0.058 0.097 0.259 0.282 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik16 0.061 0.081 0.345 0.360 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik16 0.058 0.081 0.240 0.260 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik33 0.070 0.066 0.484 0.493 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik33 0.066 0.065 0.266 0.281 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik34 0.064 0.066 0.479 0.488 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik34 0.060 0.065 0.264 0.279 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik37 0.070 0.081 0.527 0.537 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik37 0.066 0.080 0.288 0.306 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik38 0.064 0.081 0.524 0.534 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik38 0.060 0.080 0.287 0.304 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik39 0.059 0.065 0.480 0.488 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik39 0.056 0.064 0.263 0.276 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik40 0.061 0.065 0.491 0.499 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik40 0.058 0.064 0.265 0.279 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik41 0.070 0.097 0.574 0.586 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik41 0.066 0.096 0.315 0.336 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik42 0.064 0.097 0.573 0.585 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik42 0.060 0.096 0.314 0.334 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik43 0.059 0.079 0.528 0.537 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik43 0.056 0.079 0.286 0.302 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik44 0.061 0.079 0.540 0.549 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik44 0.058 0.079 0.289 0.305 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik45 0.070 0.112 0.619 0.633 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik45 0.066 0.111 0.341 0.365 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik46 0.064 0.112 0.620 0.633 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik46 0.060 0.111 0.341 0.363 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik47 0.059 0.112 0.633 0.646 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik47 0.056 0.111 0.343 0.365 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik48 0.061 0.112 0.646 0.658 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik48 0.058 0.111 0.346 0.368 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik49 0.070 0.135 0.688 0.705 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik49 0.066 0.134 0.381 0.409 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik50 0.064 0.135 0.691 0.707 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik50 0.060 0.134 0.382 0.409 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik51 0.061 0.135 0.697 0.712 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik51 0.057 0.134 0.383 0.410 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik52 0.059 0.135 0.706 0.721 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik52 0.056 0.134 0.385 0.411 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik53 0.061 0.135 0.719 0.734 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik53 0.058 0.134 0.388 0.414 malo neudobno Korisnik RMS vrednosti vrednovanih ubrzanja [m/s2] Oscilatorni parametri sedišta Ocena komfora(ISO 2631) 10. Mogućnost ujednačavanja nivoa komfora za sve korisnike vozila 167 Nakon promene oscilatornih parametara sedišta u autobusu IK 301, uočavaju se dve oscilatorne zone sa ocenama oscilatorne udobnosti “komforno“ i “malo neudobno“ (slika 10.9). Oscilatorni komfor putnika na sedištima na zadnjem prepustu se poboljšao, od “prilično neudobno“ do “malo neudobno“. Ukupna rms vrednost ubrzanja za putnike na sedištima iznad prednje i zadnje osovine autobusa manja je od 0.315 m/s2. Komfor putnika na sedištima P33, P34, P37 i P38 značajno je poboljšan (od ocene “prilično neudobno“ do ocene “komforno“). Oscilatorna udobnost, za pobudu dobar asfalt-beton i brzinu autobusa od 80 km/h, svih korisnika međugradskog autobusa je sa promenama oscilatornih parametara sedišta skoro ujednačena. 10.2.4. Oscilatorna pobuda - vrlo dobar cement-beton, brzina 80 km/h U tabeli 10.5 date su rms vrednosti vrednovanih ubrzanja za pravce x, y i z-osa, i ukupna rms vrednost vrednovanog ubrzanja za orginalne oscilatorne parametre sedišta (csp=20000 (N/m), bsp=220 (Ns/m)) i za predložene oscilatorne parametre sedišta (csp=10000 (N/m), bsp=330 (Ns/m)), za pobudu vrlo dobar cement-beton (brzina 80 km/h). Ukupna rms vrednost vrednovanog ubrzanja, za korisnike čiji su oscilatorni parametri sedišta promenjeni, se smanjila i ispod je 0.315 m/s2. Prema kriterijumu standarda ISO 2631vibracije, nakon promene oscilatornih parametara sedišta, nemaju uticaj na komfor korisnika. Na slici 10.10 upredno su prikazane oscilatorne zone autobusa IK 301 pre i nakon promene oscilatornih parametara sedišta, za oscilatornu pobudu vrlo dobar cement- beton (brzina 80 km/h). Slika 10.10. Zone jednakog oscilatornog komfora autobusa IK 301 a) pre i b) nakon promene oscilatornih parametara sedišta sa umanjenim komforom za vrlo dobar cement-betonski kolovoz, brzina 80 km/h 10. Mogućnost ujednačavanja nivoa komfora za sve korisnike vozila 168 Tabela 10.5. RMS vrednosti ubrzanja i ocena komfora za sedišta čije su oscilatorne karakteristike promenjene, za vrlo dobar cement betonski kolovoz, brzina 80 km/h Ukupna RMS vrednost ubrzanja [m/s2] xr̈ms, w ÿrms, w z̈rms, w a v csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) suvozač 0.023 0.065 0.347 0.354 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) suvozač 0.022 0.066 0.230 0.241 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik1 0.036 0.050 0.280 0.286 komforno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik1 0.035 0.050 0.185 0.195 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik2 0.034 0.050 0.277 0.283 komforno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik2 0.033 0.050 0.185 0.194 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik3 0.033 0.057 0.308 0.315 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik3 0.032 0.058 0.206 0.217 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik4 0.033 0.057 0.310 0.317 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik4 0.032 0.058 0.207 0.217 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik5 0.036 0.043 0.256 0.262 komforno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik5 0.035 0.044 0.168 0.177 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik6 0.034 0.043 0.253 0.259 komforno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik6 0.033 0.044 0.167 0.176 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik7 0.033 0.050 0.279 0.285 komforno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik7 0.032 0.051 0.187 0.196 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik8 0.033 0.050 0.281 0.288 komforno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik8 0.032 0.051 0.187 0.197 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik9 0.036 0.037 0.240 0.246 komforno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik9 0.035 0.037 0.153 0.161 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik11 0.033 0.044 0.255 0.261 komforno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik11 0.032 0.044 0.169 0.178 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik12 0.033 0.044 0.258 0.264 komforno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik12 0.032 0.044 0.170 0.178 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik16 0.033 0.038 0.242 0.247 komforno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik16 0.032 0.038 0.154 0.162 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik33 0.036 0.030 0.325 0.328 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik33 0.035 0.027 0.150 0.156 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik34 0.034 0.030 0.324 0.327 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik34 0.033 0.027 0.149 0.155 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik37 0.036 0.034 0.360 0.363 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik37 0.035 0.032 0.164 0.171 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik38 0.034 0.034 0.359 0.362 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik38 0.033 0.032 0.163 0.170 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik39 0.033 0.029 0.323 0.326 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik39 0.032 0.026 0.148 0.153 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik40 0.033 0.029 0.327 0.330 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik40 0.032 0.026 0.148 0.154 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik41 0.036 0.040 0.397 0.401 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik41 0.035 0.037 0.181 0.188 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik42 0.034 0.040 0.397 0.401 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik42 0.033 0.037 0.181 0.187 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik43 0.033 0.034 0.358 0.361 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik43 0.032 0.031 0.162 0.168 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik44 0.033 0.034 0.362 0.365 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik44 0.032 0.031 0.163 0.169 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik45 0.036 0.046 0.433 0.437 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik45 0.035 0.043 0.198 0.206 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik46 0.034 0.046 0.433 0.437 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik46 0.033 0.043 0.197 0.205 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik47 0.033 0.046 0.435 0.439 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik47 0.032 0.043 0.198 0.205 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik48 0.033 0.046 0.439 0.442 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik48 0.032 0.043 0.198 0.205 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik49 0.036 0.054 0.487 0.491 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik49 0.035 0.051 0.224 0.233 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik50 0.034 0.054 0.487 0.491 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik50 0.033 0.051 0.224 0.232 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik51 0.033 0.054 0.487 0.492 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik51 0.032 0.051 0.224 0.232 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik52 0.033 0.054 0.489 0.493 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik52 0.032 0.051 0.224 0.232 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik53 0.033 0.054 0.492 0.496 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik53 0.032 0.051 0.224 0.233 komforno RMS vrednosti vrednovanih ubrzanja [m/s2] KorisnikOscilatorni parametri sedišta Ocena komfora(ISO 2631) 10. Mogućnost ujednačavanja nivoa komfora za sve korisnike vozila 169 Za oscilatornu pobudu vrlo dobar cement-beton, sa promenom oscilatornih parametara sedišta, u autobusu postoji samo jedna oscilatorna zona sa ocenom oscilatorne udobnosti “komforno“ (slika 10.10). Oscilatorni komfor svih korisnika u autobusu je ujednačen. 10.2.5. Oscilatorna pobuda - vrlo dobar asfalt-beton, brzina 90 km/h U tabeli 10.6 date su rms vrednosti vrednovanih ubrzanja za pravce x, y i z-osa, i ukupna rms vrednost vrednovanog ubrzanja za orginalne oscilatorne parametre sedišta (csp=20000 (N/m), bsp=220 (Ns/m)) i za predložene oscilatorne parametre sedišta (csp=10000 (N/m), bsp=330 (Ns/m)), za pobudu vrlo dobar asfalt-beton, brzina 90 km/h. Ukupna rms vrednost vrednovanog ubrzanja, za korisnike čiji su oscilatorni parametri sedišta promenjeni, se smanjila. Za korisnike na sedištima S, P3 i P4 na prednjem prepustu autobusa oscilatorna udobnost se nije promenila, ali se ukupna rms vrednost ubrzanja približila vrednosti od 0.315 m/s2 (naročito za putnika na mestu P3). Na slici 10.11 uporedno su prikazane zone jednakog oscilatornog komfora autobusa IK 301 za orginalne i predložene oscilatorne parametre sedišta, za oscilatornu pobudu vrlo dobar asfalt-beton (brzina 90 km/h). Nakon promene oscilatornih parametara sedišta, u autobusu IK 301 postoje dve različite oscilatorne zone sa ocenama “komforno“ i “malo neudobno“. Slika 10.11. Zone jednakog oscilatornog komfora autobusa IK 301 a) pre i b) nakon promene oscilatornih parametara sedišta sa umanjenim komforom za vrlo dobar asfalt-betonski kolovoz, brzina 90 km/h 10. Mogućnost ujednačavanja nivoa komfora za sve korisnike vozila 170 Tabela 10.6. RMS vrednosti ubrzanja i ocena komfora za sedišta čije su oscilatorne karakteristike promenjene, za vrlo dobar asfalt-betonski kolovoz, brzina 90 km/h Ukupna RMS vrednost ubrzanja [m/s2] xr̈ms, w ÿrms, w z̈rms, w a v csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) suvozač 0.024 0.279 0.260 0.382 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) suvozač 0.024 0.295 0.200 0.357 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik1 0.042 0.221 0.290 0.367 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik1 0.044 0.234 0.172 0.294 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik2 0.027 0.221 0.223 0.316 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik2 0.029 0.234 0.155 0.282 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik3 0.030 0.249 0.223 0.335 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik3 0.030 0.261 0.175 0.316 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik4 0.045 0.249 0.261 0.363 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik4 0.045 0.261 0.188 0.325 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik5 0.042 0.198 0.270 0.337 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik5 0.044 0.211 0.155 0.265 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik6 0.027 0.198 0.198 0.282 komforno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik6 0.029 0.210 0.136 0.252 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik7 0.030 0.224 0.193 0.297 komforno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik7 0.030 0.236 0.154 0.284 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik8 0.045 0.224 0.237 0.329 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik8 0.045 0.236 0.168 0.294 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik9 0.042 0.176 0.254 0.312 komforno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik9 0.044 0.188 0.141 0.239 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik11 0.030 0.200 0.166 0.262 komforno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik11 0.030 0.213 0.134 0.253 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik12 0.045 0.200 0.218 0.299 komforno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik12 0.045 0.213 0.150 0.264 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik16 0.045 0.178 0.203 0.274 komforno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik16 0.045 0.190 0.133 0.237 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik33 0.042 0.122 0.275 0.304 komforno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik33 0.044 0.126 0.135 0.190 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik34 0.027 0.122 0.216 0.250 komforno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik34 0.029 0.126 0.109 0.169 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik37 0.042 0.134 0.296 0.327 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik37 0.044 0.135 0.148 0.205 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik38 0.027 0.133 0.244 0.279 komforno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik38 0.029 0.135 0.124 0.185 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik39 0.030 0.121 0.204 0.239 komforno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik39 0.030 0.125 0.096 0.161 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik40 0.045 0.120 0.257 0.287 komforno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik40 0.045 0.125 0.114 0.175 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik41 0.042 0.150 0.320 0.355 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik41 0.044 0.149 0.163 0.225 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik42 0.027 0.149 0.273 0.313 komforno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik42 0.029 0.149 0.141 0.207 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik43 0.030 0.132 0.235 0.271 komforno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik43 0.030 0.134 0.112 0.177 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik44 0.045 0.131 0.283 0.315 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik44 0.045 0.133 0.127 0.190 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik45 0.042 0.167 0.343 0.384 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik45 0.044 0.164 0.178 0.246 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik46 0.027 0.167 0.302 0.346 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik46 0.029 0.164 0.158 0.230 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik47 0.030 0.166 0.301 0.345 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik47 0.030 0.164 0.149 0.224 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik48 0.046 0.166 0.342 0.383 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik48 0.045 0.164 0.160 0.234 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik49 0.042 0.195 0.381 0.430 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik49 0.044 0.191 0.202 0.281 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik50 0.028 0.195 0.345 0.397 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik50 0.029 0.190 0.185 0.267 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik51 0.022 0.195 0.334 0.387 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik51 0.024 0.190 0.176 0.261 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik52 0.030 0.195 0.347 0.399 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik52 0.030 0.190 0.176 0.261 komforno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik53 0.046 0.194 0.384 0.433 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik53 0.045 0.190 0.185 0.270 komforno KorisnikOscilatorni parametri sedišta RMS vrednosti vrednovanih ubrzanja [m/s2] Ocena komfora (ISO 2631) 10. Mogućnost ujednačavanja nivoa komfora za sve korisnike vozila 171 Komfor se za sve putnike na zadnjem prepustu autobusa poboljšao, a rms vrednosti ubrzanja su ispod 0.315 m/s2 (tabela 10.6). Takođe se poboljšao komfor i za putnike na sedištima iznad prednje osovine autobusa. Oscilatorna udobnost svih korisnika se praktično, za predložene oscilatorne parametre sedišta, ujednačila (slika 10.11). 10.2.6. Oscilatorna pobuda - dobar asfalt-beton, brzina 90 km/h U tabeli 10.7 date su rms vrednosti vrednovanih ubrzanja za pravce x, y i z-osa, i ukupna rms vrednost vrednovanog ubrzanja za dve grupe oscilatornih parametara sedišta (csp=20000 (N/m), bsp=220 (Ns/m)) i (csp=10000 (N/m), bsp=330 (Ns/m)), za pobudu dobar asfalt-beton (brzina 90 km/h). Ukupna rms vrednost vrednovanog ubrzanja, za korisnike čiji su oscilatorni parametri sedišta promenjeni, se smanjila. Promena oscilatornih parametara uticala je na vrlo malo povećanje rms vrednosti za ubrzanja u pravcu y-ose na mestima korisnika. Na mestu suvozača autobusa, rms vrednost je, i nakon promene parametara, još uvek iznad 0.5 m/s2 i iznosi 0.528 m/s2. Na svim mestima u zadnjem redu na zadnjem prepustu autobusa rms vrednost se prilično smanjila. Na primer, za putnika na mestu P53, pre promene oscilatornih parametara njegovog sedišta, ukupna rms vrednost ubrzanja bila je približno 0.65 m/s2. Nakon promene parametara, bliska je 0.45 m/s2. Na slici 10.12 uporedno su prikazane oscilatorne zone autobusa IK 301 pre i nakon promene oscilatornih parametara sedišta, za oscilatornu pobudu dobar asfalt-beton (brzina 90 km/h). Slika 10.12. Zone jednakog oscilatornog komfora autobusa IK 301 a) pre i b) nakon promene oscilatornih parametara sedišta sa umanjenim komforom za dobar asfalt-betonski kolovoz, brzina 90 km/h 10. Mogućnost ujednačavanja nivoa komfora za sve korisnike vozila 172 Tabela 10.7. RMS vrednosti ubrzanja i ocena komfora za sedišta čije su oscilatorne karakteristike promenjene, za dobar asfalt-betonski kolovoz, brzina 90 km/h Ukupna RMS vrednost ubrzanja [m/s2] xr̈ms, w ÿrms, w z̈rms, w a v csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) suvozač 0.036 0.431 0.313 0.534 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) suvozač 0.035 0.471 0.236 0.528 prilično neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik1 0.066 0.362 0.445 0.578 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik1 0.066 0.393 0.275 0.484 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik2 0.045 0.362 0.312 0.481 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik2 0.044 0.393 0.222 0.454 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik3 0.045 0.398 0.284 0.491 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik3 0.044 0.429 0.212 0.480 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik4 0.067 0.399 0.385 0.558 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik4 0.065 0.429 0.239 0.495 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik5 0.066 0.332 0.430 0.548 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik5 0.066 0.363 0.262 0.452 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik6 0.045 0.333 0.294 0.446 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik6 0.044 0.363 0.206 0.420 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik7 0.045 0.366 0.264 0.454 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik7 0.044 0.397 0.193 0.444 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik8 0.067 0.366 0.372 0.527 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik8 0.065 0.397 0.223 0.460 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik9 0.066 0.305 0.419 0.523 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik9 0.066 0.336 0.250 0.424 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik11 0.045 0.336 0.248 0.420 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik11 0.044 0.367 0.176 0.409 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik12 0.067 0.336 0.364 0.500 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik12 0.065 0.367 0.209 0.428 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik16 0.067 0.309 0.360 0.479 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik16 0.065 0.340 0.198 0.399 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik33 0.066 0.249 0.432 0.503 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik33 0.066 0.264 0.238 0.361 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik34 0.045 0.249 0.318 0.406 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik34 0.044 0.264 0.183 0.324 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik37 0.066 0.262 0.447 0.522 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik37 0.066 0.273 0.246 0.373 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik38 0.045 0.262 0.341 0.433 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik38 0.044 0.273 0.194 0.338 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik39 0.045 0.248 0.314 0.403 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik39 0.044 0.264 0.163 0.315 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik40 0.067 0.249 0.428 0.499 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik40 0.065 0.264 0.206 0.341 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik41 0.066 0.281 0.465 0.547 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik41 0.066 0.288 0.257 0.391 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik42 0.045 0.281 0.368 0.465 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik42 0.044 0.288 0.209 0.358 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik43 0.045 0.261 0.342 0.433 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik43 0.044 0.272 0.177 0.328 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik44 0.067 0.261 0.451 0.526 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik44 0.065 0.272 0.218 0.355 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik45 0.066 0.302 0.484 0.574 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik45 0.066 0.305 0.268 0.411 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik46 0.045 0.302 0.393 0.498 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik46 0.044 0.305 0.224 0.381 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik47 0.045 0.302 0.405 0.507 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik47 0.044 0.305 0.214 0.375 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik48 0.067 0.302 0.504 0.592 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik48 0.066 0.305 0.251 0.400 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik49 0.066 0.337 0.515 0.619 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik49 0.066 0.336 0.287 0.447 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik50 0.045 0.337 0.433 0.551 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik50 0.044 0.336 0.248 0.420 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik51 0.037 0.337 0.412 0.534 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik51 0.036 0.336 0.232 0.410 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik52 0.045 0.337 0.449 0.563 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik52 0.044 0.336 0.241 0.416 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik53 0.067 0.337 0.543 0.642 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik53 0.066 0.336 0.275 0.439 malo neudobno RMS vrednosti vrednovanih ubrzanja [m/s2] Oscilatorni parametri sedišta Korisnik Ocena komfora(ISO 2631) 10. Mogućnost ujednačavanja nivoa komfora za sve korisnike vozila 173 Nakon promene oscilatornih parametara sedišta u autobusu, uočavaju se dve različite oscilatorne zone sa ocenama oscilatorne udobnosti “malo neudobno“ i “prilično neudobno“. U oscilatornoj zoni sa ocenom “prilično neudobno“ nalazi se samo sedište suvozača. Ukupna rms vrednost ubrzanja svih putnika na sedištima u prednjem i zadnjem delu autobusa manja je od 0.5 m/s2, a njihava udobnost se poboljšala za jednu ocenu (od “prilično neudobno“ do “malo neudobno“). Za oscilatornu pobudu dobar asfalt-beton (brzina 90 km/h) nakon promene oscilatornih parametara sedišta praktično se postiglo ujednačenje oscilatorne udobnosti korisnika autobusa. 10.2.7. Oscilatorna pobuda - loš asfalt-beton, brzina 72 km/h U tabeli 10.8 date su rms vrednosti vrednovanih ubrzanja za pravce x, y i z-osa, i ukupna rms vrednost vrednovanog ubrzanja za dve grupe oscilatornih parametara sedišta (csp=20000 (N/m), bsp=220 (Ns/m)) i (csp=10000 (N/m), bsp=330 (Ns/m)), za pobudu loš asfalt-beton, brzina 72 km/h. Promena oscilatornih parametara sedišta uticala je na vrlo malo smanjenje rms vrednosti za ubrzanja u horizontalnom i vertikalnom pravcu na mestima korisnika. Shodno tome, i ukupna rms vrednost vrednovanog ubrzanja neznatno se smanjila. Ipak, za dva putnika na mestima P38 i P43, malo smanjenje rms vrednosti ubrzanja za pravac z-ose, bilo je dovoljno da se njihov oscilatorni komfor poboljša. Na slici 10.13 uporedno su prikazane zone jednakog oscilatornog komfora autobusa IK 301, za oscilatornu pobudu loš asfalt- beton (brzina 72 km/h), pre i nakon promene oscilatornih parametara sedišta sa umanjenim oscilatornim komforom. Slika 10.13. Zone jednakog oscilatornog komfora autobusa IK 301 a) pre i b) nakon promene oscilatornih parametara sedišta sa umanjenim komforom za loš asfalt-betonski kolovoz, brzina 72 km/h 10. Mogućnost ujednačavanja nivoa komfora za sve korisnike vozila 174 Tabela 10.8. RMS vrednosti ubrzanja i ocena komfora za sedišta čije su oscilatorne karakteristike promenjene, za loš asfalt-betonski kolovoz, brzina 72 km/h Ukupna RMS vrednost ubrzanja [m/s2] xr̈ms, w ÿrms, w z̈rms, w a v csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) suvozač 0.080 0.875 0.367 0.952 neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) suvozač 0.078 0.877 0.358 0.950 neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik1 0.156 0.621 0.264 0.692 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik1 0.157 0.623 0.251 0.689 prilično neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik2 0.080 0.621 0.263 0.679 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik2 0.080 0.622 0.258 0.678 prilično neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik3 0.087 0.744 0.324 0.816 neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik3 0.084 0.746 0.318 0.815 neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik4 0.163 0.744 0.344 0.835 neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik4 0.161 0.746 0.335 0.833 neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik5 0.156 0.510 0.232 0.581 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik5 0.157 0.511 0.219 0.578 prilično neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik6 0.081 0.510 0.230 0.565 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik6 0.080 0.511 0.225 0.564 prilično neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik7 0.087 0.631 0.288 0.699 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik7 0.084 0.633 0.284 0.699 prilično neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik8 0.163 0.631 0.309 0.721 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik8 0.161 0.633 0.302 0.720 prilično neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik9 0.156 0.402 0.205 0.477 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik9 0.157 0.402 0.190 0.472 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik11 0.087 0.520 0.254 0.585 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik11 0.084 0.522 0.251 0.585 prilično neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik12 0.163 0.520 0.276 0.611 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik12 0.161 0.521 0.270 0.609 prilično neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik16 0.163 0.411 0.246 0.506 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik16 0.161 0.412 0.239 0.503 prilično neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik33 0.156 0.364 0.216 0.451 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik33 0.157 0.357 0.142 0.415 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik34 0.081 0.364 0.199 0.423 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik34 0.081 0.357 0.129 0.388 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik37 0.156 0.471 0.245 0.553 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik37 0.157 0.465 0.165 0.517 prilično neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik38 0.081 0.471 0.228 0.529 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik38 0.081 0.465 0.151 0.495 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik39 0.087 0.354 0.193 0.412 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik39 0.084 0.347 0.127 0.379 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik40 0.163 0.354 0.207 0.441 malo neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik40 0.161 0.347 0.140 0.407 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik41 0.157 0.581 0.278 0.663 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik41 0.157 0.575 0.192 0.626 prilično neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik42 0.081 0.581 0.261 0.642 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik42 0.081 0.575 0.177 0.607 prilično neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik43 0.087 0.460 0.219 0.517 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik43 0.084 0.454 0.142 0.483 malo neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik44 0.163 0.460 0.230 0.539 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik44 0.161 0.454 0.151 0.505 prilično neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik45 0.157 0.682 0.309 0.765 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik45 0.157 0.676 0.218 0.728 prilično neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik46 0.081 0.682 0.293 0.747 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik46 0.081 0.676 0.204 0.711 prilično neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik47 0.087 0.682 0.283 0.743 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik47 0.084 0.676 0.192 0.708 prilično neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik48 0.163 0.682 0.289 0.758 prilično neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik48 0.161 0.676 0.193 0.722 prilično neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik49 0.157 0.829 0.357 0.916 neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik49 0.157 0.823 0.260 0.877 neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik50 0.082 0.829 0.342 0.900 neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik50 0.081 0.823 0.245 0.863 neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik51 0.042 0.829 0.333 0.894 neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik51 0.038 0.823 0.236 0.857 neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik52 0.087 0.829 0.330 0.897 neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik52 0.085 0.824 0.231 0.859 neudobno csp=20000 (N/m); bsp=220 (Ns/m) putnik53 0.163 0.829 0.333 0.908 neudobno csp=10000 (N/m); bsp=330 (Ns/m) putnik53 0.161 0.824 0.230 0.870 neudobno Oscilatorni parametri sedišta Korisnik RMS vrednosti vrednovanih ubrzanja [m/s2] Ocena komfora (ISO 2631) 10. Mogućnost ujednačavanja nivoa komfora za sve korisnike vozila 175 Uočava se da su sve oscilatorne zone nepromenjene, osim oscilatorne zone sa ocenom “malo neudobno“ u zadnjem delu autobusa. Za predložene oscilatorne parametre sedišta u ovoj zoni se sada nalaze još dva sedišta P38 i P43 (slika 10.13). Za pobudu kod koje su ubrzanja na mestima korisnika u pravcu y-ose dominatna, promenom oscilatornih parametara putničkih sedišta praktično se ne može promeniti oscilatorna udobnost korisnika autobusa, a time ni ujednačiti ocilatorni komfor korisnika autobusa. * * * Na osnovu sprovedene analize može se zaključiti da:  promenom oscilatornih parametara sedišta putnika sa ugrožanim oscilatornim komforom, za različite uslove eksploatacije autobusa IK 301 (podloge različitog tipa i stanja, i brzine kretanja), nije moguće potpuno ujednačiti oscilatornu udobnost na mestima svih korisnika;  ujednačavanje oscilatorne udobnosti korisnika može da se postigne za bolje uslove eksploatacije autobusa (npr. na boljim podlogama pri većim brzinama kretanja autobusa, na lošim podlogama pri manjim brzinama kretanja autobusa);  oscilatorni komfor korisnika autobusa se poboljšava, ali se ne može potpuno ujednačiti, kada se autobus kreće po lošoj podlozi većim brzinama;  za podloge kod kojih su ubrzanja korisnika po pravcu y-ose dominanta, promena oscilatornih parametara sedišta praktično nema uticaja na promenu ocene oscilatorne udobnosti oscilatornih zona;  promena oscilatornih parametara sedišta značajno utiče na poboljšanje komfora na sedištima iznad zadnje osovine autobusa; 10.3. Analiza vremena izlaganja korisnika nakon promene oscilatornih parametara sedišta u pojedinim zonama U ovom delu određeno je dozvoljeno vreme izlaganja vibracijama korisnika za tri reprezentativne oscilatorne pobude (loš asfalt-beton,brzina 64 km/h; loš asfalt-beton, 10. Mogućnost ujednačavanja nivoa komfora za sve korisnike vozila 176 brzina 80 km/h; dobar asfalt-beton, brzina 80 km/h) nakon promene oscilatornih parametara sedišta putnika u autobusu IK 301. 10.3.1. Oscilatorna pobuda - loš asfalt-beton, brzina 64 km/h Na slici 10.14 uporedno su prikazane spektralne gustine snage vrednovanih vertikalnih ubrzanja za suvozača, putnika7 i putnika53, za oscilatorne parametre putničkih sedišta (csp=20000 (N/m), bsp=220 (Ns/m) i (csp=10000 (N/m), bsp=330 (Ns/m)). Zapaža se da manjim krutostima opruga odgovaraju manje vrednosti spektralnih gustina snage vrednovanih vertikalnih ubrzanja korisnika. Sa smanjivanjem krutosti opruga, vrednosti rezonantnih frekvencija sedišta se smanjuju. Rezonantne frekvencije sedišta korisnika sa manjom krutošću se nalaze u frekventnom opsegu od 1 Hz do 2.0 Hz. Slika 10.14. Spektralne gustine snage vrednovanog vertikalnog ubrzanja za suvozača, putnika7 i putnika53, za loš asfalt-betonski kolovoz, brzina 64 km/h U tabeli 10.9 date su granične frekvencije za tercne opsege, centralne frekvencije za tercne opsege, vrednosti spektralnih gustina snage za centralne frekvencije i proračunate srednje efektivne vrednosti vrednovanog vertikalnog ubrzanja korisnika za centralne frekvencije za oscilatorne parametre sedišta csp=10000 (N/m) i bsp=330 (Ns/m). 10. Mogućnost ujednačavanja nivoa komfora za sve korisnike vozila 177 Tabela 10.9. RMS vrednosti vrednovanog vertikalnog ubrzanja korisnika za centralne frekvencije za loš asfalt-betonski kolovoz, brzina 64 km/h Na slici 10.15 uporedno su prikazane linije za vrednovanje dejstva oscilacija u z-pravcu na komfor prema ISO 2631 (1985) i RMS krive, za dve grupe oscilatornih parametara sedišta (csp=20000 (N/m), bsp=220 (Ns/m)) i (csp=10000 (N/m), bsp=330 (Ns/m)). Slika 10.15. Vremena izlaganja za suvozača, putnika7 i putnika53 za pobudu loš asfalt-betonski kolovoz i brzinu od 64 km/h Uočava se da sa promenom oscilatornih parametara sedišta dozvoljeno vreme izlaganja vibracijama značajno se produžava za sve analizirane korisnike. Za oscilatorne parametre sedišta (csp=10000 (N/m), bsp=330 (Ns/m)) dozvoljeno vreme izlaganja vibracijama za suvozača približno je 8 časova, za putnika7 vreme izlaganja duže je od 8 Φz ̈rms,w(fi) z ̈rms,w (fi) Φz ̈rms,w(fi) z ̈rms,w (fi) Φz ̈rms,w(fi) z ̈rms,w (fi) 0.89 1 1.12 0.075 0.131 0.045 0.102 0.028 0.080 1.1125 1.25 1.4 0.063 0.135 0.038 0.105 0.038 0.105 1.424 1.6 1.792 0.055 0.142 0.023 0.092 0.065 0.155 1.78 2 2.24 0.050 0.152 0.021 0.098 0.073 0.183 2.225 2.5 2.8 0.017 0.099 0.013 0.086 0.039 0.150 2.8035 3.15 3.528 0.010 0.085 0.010 0.085 0.015 0.104 3.56 4 4.48 0.005 0.068 0.005 0.068 0.006 0.073 4.45 5 5.6 0.001 0.034 0.001 0.034 0.005 0.076 5.607 6.3 7.056 0.002 0.050 0.002 0.047 0.025 0.190 7.12 8 8.96 0.001 0.043 0.001 0.043 0.005 0.096 8.9 10 11.2 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 suvozač putnik7 putnik53 f Li [Hz] f i [Hz] f Ri [Hz] 10. Mogućnost ujednačavanja nivoa komfora za sve korisnike vozila 178 časova, a za putnika53 duže od 2.5 časova. Ova vremena su znatno duža u poređenju sa ranije utvrđenim vremenima za suvozača (približno 2.5 časova), za putnika7 (malo duže od 2.5 časova) i za putnika53 (kraće od 2.5 časova). 10.3.2. Oscilatorna pobuda - loš asfalt-beton, brzina 80 km/h Na slici 10.16 uporedno su prikazane spektralne gustine snage vrednovanih vertikalnih ubrzanja za suvozača i putnika49, za originalne oscilatorne parametre putničkih sedišta (csp=20000 (N/m), bsp=220 (Ns/m)) i za preporučne oscilatorne parametre sedišta (csp=10000 (N/m), bsp=330 (Ns/m)). Slika 10.16. Spektralne gustine snage vrednovanog vertikalnog ubrzanja za suvozača i putnika49, za loš asfalt-betonski kolovoz, brzina 80 km/h U tabeli 10.10 date su granične frekvencije za tercne opsege, centralne frekvencije za tercne opsege, vrednosti spektralnih gustina snage za centralne frekvencije i proračunate srednje efektivne vrednosti vrednovanog vertikalnog ubrzanja korisnika za centralne frekvencije za oscilatorne parametre sedišta csp=10000 (N/m) i bsp=330 (Ns/m). 10. Mogućnost ujednačavanja nivoa komfora za sve korisnike vozila 179 Tabela 10.10. RMS vrednosti vrednovanog vertikalnog ubrzanja korisnika za centralne frekvencije za loš asfalt-betonski kolovoz, brzina 80 km/h Na slici 10.17 uporedno su prikazane linije za vrednovanje dejstva oscilacija u z-pravcu na komfor prema ISO 2631 (1985) i RMS krive, za dve grupe oscilatornih parametara sedišta (csp=20000 (N/m), bsp=220 (Ns/m)) i (csp=10000 (N/m), bsp=330 (Ns/m)). Slika 10.17. Vremena izlaganja za suvozača i putnika49 za pobudu loš asfalt-betonski kolovoz i brzinu od 80 km/h Sa promenom oscilatornih parametara sedišta dozvoljeno vreme izlaganja vertikalnim vibracijama za suvozača se značajno produžilo. Sedište sa oscilatornim parametrima (csp=10000 (N/m), bsp=330 (Ns/m)) omogućava suvozaču dozvoljeno vreme izlaganja od približno 8 časova. Za putnika49 na zadnjem prepustu, dozvoljeno vreme izlaganja Φz ̈rms,w(fi) z ̈rms,w (fi) Φz ̈rms,w(fi) z ̈rms,w (fi) 0.89 1 1.12 0.010 0.048 0.010 0.048 1.1125 1.25 1.4 0.015 0.066 0.011 0.056 1.424 1.6 1.792 0.017 0.079 0.015 0.074 1.78 2 2.24 0.010 0.068 0.010 0.068 2.225 2.5 2.8 0.009 0.072 0.021 0.110 2.8035 3.15 3.528 0.035 0.159 0.058 0.205 3.56 4 4.48 0.010 0.096 0.015 0.117 4.45 5 5.6 0.016 0.136 0.062 0.267 5.607 6.3 7.056 0.010 0.120 0.090 0.361 7.12 8 8.96 0.005 0.096 0.016 0.172 8.9 10 11.2 0.000 0.000 0.000 0.000 suvozač putnik49 f Li [Hz] f i [Hz] f Ri [Hz] 10. Mogućnost ujednačavanja nivoa komfora za sve korisnike vozila 180 iznosi 1 čas, i ono je duže od dozvoljenog vremenom izlaganja za orginalne oscilatorne parametre sedišta (csp=20000 (N/m), bsp=220 (Ns/m)), za približno 30 minuta. 10.3.3. Oscilatorna pobuda - dobar asfalt-beton, brzina 80 km/h Na slici 10.18 uporedno su prikazane spektralne gustine snage vrednovanih vertikalnih ubrzanja za suvozača, putnika1 i putnika53, za originalne oscilatorne parametre putničkih sedišta (csp=20000 (N/m), bsp=220 (Ns/m)) i za oscilatorne parametre sedišta (csp=10000 (N/m), bsp=330 (Ns/m)). Slika 10.18. Spektralne gustine snage vrednovanog vertikalnog ubrzanja za suvozača, putnika1 i putnika53, za dobar asfalt-betonski kolovoz, brzina 80 km/h U tabeli 10.11 date su granične frekvencije za tercne opsege, centralne frekvencije za tercne opsege, vrednosti spektralnih gustina snage za centralne frekvencije i proračunate srednje efektivne vrednosti vrednovanog vertikalnog ubrzanja korisnika za centralne frekvencije za oscilatorne parametre sedišta (csp=10000 (N/m), bsp=330 (Ns/m)). 10. Mogućnost ujednačavanja nivoa komfora za sve korisnike vozila 181 Tabela 10.11. RMS vrednosti vrednovanog vertikalnog ubrzanja korisnika za centralne frekvencije za dobar asfalt-betonski kolovoz, brzina 80 km/h Na slici 10.19 uporedno su prikazane linije za vrednovanje dejstva oscilacija u z-pravcu na komfor prema ISO 2631 (1985) i RMS krive, za dve gurpe oscilatornih parametara sedišta (csp=20000 (N/m), bsp=220 (Ns/m)) i (csp=10000 (N/m), bsp=330 (Ns/m)). Slika 10.19. Vremena izlaganja za suvozača, putnika1 i putnika53 za pobudu dobar asfalt-betonski kolovoz i brzinu od 80 km/h Za oscilatorne parametre sedišta (csp=10000 (N/m), bsp=330 (Ns/m)) dozvoljena vremena izlaganja vibracijama za suvozača i putnika1 značjano su se produžila, i jednaka su 8 časova, a bila su malo duža od 2.5 časova. To je naročito važno ako se ima u vidu da pored vozača, i suvozač veći deo svog radnog vremena provede u autobusu. Za putnika53 dozvoljeno vreme izlaganja produžilo se na 2.5 časova, a bilo je približno 1 čas. Φz ̈rms,w(fi) z ̈rms,w (fi) Φz ̈rms,w(fi) z ̈rms,w (fi) Φz ̈rms,w(fi) z ̈rms,w (fi) 0.89 1 1.12 0.075 0.131 0.049 0.106 0.017 0.063 1.1125 1.25 1.4 0.084 0.155 0.050 0.120 0.025 0.085 1.424 1.6 1.792 0.070 0.160 0.039 0.120 0.038 0.118 1.78 2 2.24 0.037 0.130 0.017 0.088 0.039 0.134 2.225 2.5 2.8 0.009 0.072 0.005 0.054 0.033 0.138 2.8035 3.15 3.528 0.010 0.085 0.010 0.085 0.027 0.140 3.56 4 4.48 0.010 0.096 0.010 0.096 0.019 0.132 4.45 5 5.6 0.005 0.076 0.005 0.076 0.007 0.090 5.607 6.3 7.056 0.003 0.066 0.003 0.066 0.023 0.183 7.12 8 8.96 0.001 0.043 0.001 0.043 0.025 0.214 8.9 10 11.2 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 suvozač putnik1 putnik53 f Li [Hz] f i [Hz] f Ri [Hz] 10. Mogućnost ujednačavanja nivoa komfora za sve korisnike vozila 182 * * * Na osnovu rezultata sprovedene analize može se zaključiti:  dozvoljena vremena izlaganja vibracijama svih oscilatorno ugroženih korisnika su se, sa promenom oscilatornih parametara sedišta, znatno produžila;  dozvoljeno vreme izlaganja vibracijama značajno se produžilo za suvozača autobusa, što je od posebne važnosti, jer osim vozača i suvozač provede veći deo svog radnog vremena u autobusa;  dozvoljeno vreme izlaganja vibracijama najmanje se produžilo za putnike na sedištima u zadnjem redu na zadnjem prepustu autobusa; 11. Završna razmatranja i zaključak 183 11. Završna razmatranja i zaključak U ovom radu razmatrana je mogućnost ujednačavanja oscilatornog komfora korisnika vozila za prevoz putnika polazeći od predpostavke da se različita vibraciona opterećenja na platformi mogu kompenzovati različitim oscilatornim karakteristikama sedišta. U uvodnom delu rada jasno su istaknuti i pregledno prеdstаvlјеni mоtivi istraživanja sа аnаlizоm značaja tеmе. Dеfinisаni su prеdmеt i cilј istraživanja. Obrazložen je značaj istraživanja vibratorne udobnosti korisnika u autobusu uzimajući u obzir kvalitet sedišta i položaj sedišta na platformi autobusa. Podela vibracija i njihove osnovne karakteristike predstavljeni su u drugom poglavlju rada. Navedeni su fiziološki poremećaji koji nastaju kod čoveka koji je izložen dejstvu vibracija. Posebna pažnja posvećena je opažanju komfora vibracija, kao i uticaju vibracija na bezbednost saobraćaja. U trećem poglavlju navedeni su standardi koji se koriste prilikom ocene uticaja vibracija na telo čoveka. Međunarodni standard ISO 2631 (1985, 1997) je najpoznatiji i najčešće korišćeni standard, pa je u ovom delu najviše pažnje posvećeno postupku vrednovanja i veličinama za ocenu uticaja vibracija na komfor koje ovaj standard propisuje. Takođe su navedene preventivne mere koje se mogu primenjivati sa ciljem umanjenja dejstva vibracija na korisnike vozila (putnike i vozače) u drumskom transportu. Dominantna pobuda oscilatornog kretanja vozila potiče od neravnosti kolovoza. U četvrtom poglavlju opisana je podužna neravnost kolovoza i navedeni su faktori koji imaju uticaj na neravnost kolovoza. Kako nije uvek moguće obaviti snimanje neravnosti kolovoza, koje bi se iskoristile u analizama oscilatornog ponašanja vozila, posebna pažnja u ovom delu posvećena je modeliranju podužne neravnosti kolovoza pomoću spektralne gustine neravnosti kolovoza. Predložen je i opisan postupak za modeliranje neravnosti kolovoza u kojem je iskorišćen model za simuliranje slučajnih procesa, koji je predložio Shinozuka. Dat je jedan primer simuliranih podužnih neravnosti vrlo dobrog asfalt-betonskog kolovoza na dva traga za koji je napisan program u programskom paketu Matlab uzimajući u obzir predloženi postupak. Simulirana podužna neravnost kolovoza može da se iskoristi kao oscilatorna pobuda oscilatornih 11. Završna razmatranja i zaključak 184 modela vozila. U ovom poglavlju dati su i primeri sedam različitih realnih neravnosti kolovoza, koji su se iskoristili kao pobudni signali prilikom validacije oscilatornog modela vozila i određivanja oscilatornog komfora korisnika autobusa. Pet profila su preuzeti iz baze podataka softvera RoadRuf, a dva profila su dobijena sa Građevinskog fakulteta u Beogradu. U petom poglavlju predstavljena su dva originalna oscilatorna modela vozila - ravanski oscilatorni model sa šest stepeni slobode i prostorni oscilatorni model sa deset stepeni slobode. Modeli su izgrađeni u modulu Simulink i programskom paketu Matlab. Pomoću ovih modela ispitan je komfor vozača jednog prigradskog autobusa i komfor korisnika na karakterističnim mestima u jednom međugradskom autobusu domaćeg proizvođača. Na osnovu dobijenih rezultata utvrđeno je da komfor korisnika zavisi od položaja i kvaliteta sedišta u autobusu što je iniciralo ideju da se definišu predmet i cilj istraživanja ove doktorske disertacije. U ovom poglavlju je uveden i definisan novi termin zone jednakog oscilatornog komfora. U šestom poglavlju dat je pregled programskih paketa koji se koriste u simulacijama dinamičkog ponašanja vozila. Više pažnje posvećeno je ”multibody” programskom paketu MSC.ADAMS i njegovoj upotrebi u automobilskoj industriji. Originalni prostorni oscilatorni model međugradskog autobusa IK 301 za potrebe ovog rada izgrađen je u modulu ADAMS/View, pa je u ovom poglavlju u kratkim crtama opisan postupak modeliranja mehaničkih sistema pomoću ovog modula. U sedmom poglavlju izvršena je uporedna analiza elemenata važnih za oscilatorno ponašanje kopnenih saobraćajnih sredstava za prevoz putnika (autobusa i šinskih vozila). Na osnovu uporedne analize definisan je opšti oscilatorni model namenjen pre svega za analizu oscilatornog komfora svih korisnika kao preduslov za definisanje zona jednakog oscilatornog komfora vozila. Osim oscilatorne udobnosti, opšti model može da se koristi i za analize aktivne bezbednosti vozila. Opšti model izgrađen je u softveru ADAMS/View. Na osnovu ovog modela i uz njegove manje modifikacije izgrađen je i originalni prostorni oscilatorni model međugradskog autobusa IK 301 sa 65 stepeni slobode, koji je poslužio kao konkretna podloga za određivanje zona jednakog oscilatornog komfora. 11. Završna razmatranja i zaključak 185 U osmom poglavlju obavljena je validacija oscilatornog modela IK 301. Validacija je sprovedena uporednom analizom četiri važne oscilatorne veličine koje su dobijene simulacijom pomoću oscilatornog modela autobusa IK 301 i merenjem u realnim uslovima eksploatacije međugradskog autobusa IK 302. Utvrđeno je da model omogućava relativno dobru procenu vrednosti oscilatornih veličina čime je pokazano da on može da se koristi pri oceni komfora korisnika i definisanju oscilatornih zona u autobusu. U poglavlju devet obavljeno je detaljno istraživanje oscilatorne udobnosti svih korisnika autobusa IK 301. U oscilatorni model uvedeno je sedam različitih realnih neravnosti kolovoza koje su registrovane pri različitim brzinama mernog vozila (tri loše asfalt- betonske podloge snimljene pri brzinama od 64 km/h, 72 km/h i 80 km/h; dobar asfalt- beton i vrlo dobra cement-betonska podloga snimljene pri brzinama od 80 km/h, i dve vremenski smaknute pobude - dobar asfalt-beton i vrlo dobar asfalt-beton snimljene pri brzinama od 90 km/h). Uvođenje navedenih realnih neravnosti kolovoza omogućilo je da se u obzir uzmu različiti uslovi eksploatacije, što je naročito važno prilikom određivanja oscilatornih zona i pravilnog izbora sedišta kojima treba da se poboljša oscilatorna udobnost u autobusu. Za svaku realnu oscilatornu pobudu određen je komfor za svakog korisnika autobusa pojedinačno prema kriterijumima udobnosti u sredstvima javnog prevoza koje propisuje međunarodni standard ISO 2631 (1997). Utvrđeno je da, u zavisnosti od oscilatorne pobude, korisnici autobusa na sedištima mogu da trpe vibracije čija su ubrzanja dominantna po pravcu z-ose, vibracije sa ubrzanjima približno jednakih intenziteta po pravcima z i y-ose i vibracije kod kojih su ubrzanja izrazito dominantna po pravcu y-ose. Time se pokazalo da je prilikom ocene oscilatornog komfora, osim vertikalnih ubrzanja za koje se često smatra da su najvećeg intenziteta, vrlo važno uzeti u razmatranje i ubrzanja koja na mestima korisnika deluju u horizontalnom pravcu, naročito ubrzanja po pravcu y-ose. Zatim su za korisnike autobusa (vozača i putnike sa umanjenim komforom) određena dozvoljena vremena izlaganja vibracijama za pravac z-ose za pet karakterističnih oscilatornih pobuda (tri loša-asfalt betonska kolovoza, dobar asfalt-betonski kolovoz i vrlo dobar cement-betonski kolovoz). Analiza je pokazala da korisnici autobusa na zadnjim sedištima na zadnjem prepustu autobusa imaju najkraće dozvoljeno vreme 11. Završna razmatranja i zaključak 186 izlaganja vibracijama. Od korisnika na prednjem prepustu autobusa najkraće dozvoljeno vreme izlaganja ima suvozač autobusa, mada je ono duže od dozvoljenog vremena izlaganja vibracijama korisnika na zadnjem prepustu autobusa. Treba istaći da su rezultati analize dozvoljenog vremena izlaganja pokazali da vreme izlaganja vibracijama u pravcu z-ose na lošoj podlozi može da bude duže od dozvoljenog vremena izlaganja vibracijama na dobroj podlozi. Na osnovu procenjenog komfora uzimajući u obzir kriterijume standarda ISO 2631, određene su zone jednakog oscilatornog komfora autobusa IK 301 za svih sedam oscilatornih pobuda autobusa. Utvrđeno je da položaj oscilatornih zona i sedišta koja se u njima nalaze zavisi od uslova eksploatacije autobusa (tipa i vrste oscilatorne pobude i brzine kretanja autobusa). Za oscilatorne pobude autobusa kod kojih su ubrzanja na mestima korisnika u pravcu z-ose dominantna, u autobusu se nalaze dve različite zone jednakog oscilatornog komfora. U prvoj zoni se nalaze sedišta na prednjem prepustu autobusa i sedišta u srednjem delu autobusa. U drugoj zoni nalaze se sedišta iznad zadnje osovine i na zadnjem prepustu autobusa. Prva oscilatorna zona ima za jedan stepen bolji oscilatorni komfor od druge zone. Za vremenski smaknute oscilatorne pobude pokazano je da osim vertikalnih ubrzanja, korisnici trpe i značajna horizontalna ubrzanja po pravcu y-ose. Za takve pobude, u autobusu postoje dve različite zone jednakog oscilatornog komfora. U prvoj oscilatornoj zoni nalaze se sedišta na prednjem prepustu i iznad prednje osovine i sedišta na zadnjem prepustu i iznad zadnje osovine autobusa. U drugoj zoni nalaze se sedišta u srednjem delu autobusa. Utvrđeno je da prva oscilatorna zona ima za jedan nivo bolji oscilatorni komfor od druge oscilatorne zone. Za pobudu kod koje su ubrzanja na mestima korisnika po y-osi izrazito dominantna, pokazano je da u autobusu postoje četiri različite oscilatorne zone. Oscilatorna udobnost oscilatornih zona se ravnomerno poboljšava od prednjeg i zadnjeg kraja autobusa prema srednjem delu autobusa. Na osnovu rezultata pomenutih analiza određena su sedišta sa nezadovoljavajućim oscilatornim komforom. Uticaj oscilatornih parametara na oscilatornu udobnost tih sedišta razmatran je u poglavlju deset. Zaključeno je da bi sedišta opremljena sa jastucima manje krutosti (csp=10000 (N/m)) i sa jačim prigušenjem (bsp=330 (Ns/m)) osetno poboljšala oscilatorni komfor korisnika. Analiza komfora, uzimajući u obzir 11. Završna razmatranja i zaključak 187 pomenute oscilatorne parametre sedišta, pokazala je da nije moguće potpuno ujednačiti oscilatornu udobnost svih korisnika za sve oscilatorne pobude, ali je oscilatornu udobnost moguće značajno poboljšati. Ovo se naročito odnosi na putnike na sedištima iznad zadnje osovine autobusa, za koje bi se oscilatorna udobnost, promenom konstruktivnih karakteristika sedišta, prema kriterijumima standarda ISO 2631 (1997) poboljšala za dva nivoa. Takođe, sedišta sa izmenjenim oscilatornim parametrima (csp=10000 (N/m), bsp=330 (Ns/m)) bi omogućila značajno produženje vremena izlaganja vibracijama korisnika na sedištima kako na prednjem tako i na zadnjem prepustu autobusa. U dosadašnjim istraživanjima stranih i domaćih autora, u dužem vremenskom periodu, razmatran je problem vibracija koje deluju na korisnike različitih tehničkih sredstava i vozila i njihov štetan uticaj na organizam. U ovom radu prikazana su istraživanja i analize autora koji se odnose na posledice koje trpe korisnici autobusa koji se kreće po realnoj podlozi sa veštačkim neravninama i prirodnim neravnostima kolovoza. Prethodna istraživanja ukazala su na ozbiljne razlike u dejstvu vibracija na korisnike koji se nalaze na različitim delovima platforme vozila. Razlike u oscilatornom komforu korisnika, takođe, su pokazane i kod šinskih putničkih vozila. Ove razlike se dovoljno detaljnom analizom mogu mapirati. Originalni simulacioni model razvijen u ovu svrhu u modulu ADAMS/View programskog paketa MSC.ADAMS, sa 65 stepeni slobode, omogućio da se, uz korišćenje pobudnih signala snimljenih na realnim podlogama izvrši analiza oscilatornih veličina na sedištima svih korisnika autobusa. Ove oscilatorne veličine potom su upoređene sa kriterijumima koji postavlja međunarodni standard ISO 2631. Takvo poređenje omogućilo je da se oceni oscilatorni komfor na svakom pojedinačnom sedištu. Pokazalo se da se na platformi vozila mogu definisati zone približno jednakog komfora. Najkomfornija zona, u principu, nalazi se u srednjem delu vozila (između osovina), a zona najnižeg komfora se nalazi na zadnjem prepustu, što je praktično ustanovljeno za sve vrste podloga i pri svim razmatranim brzinama kretanja. 11. Završna razmatranja i zaključak 188 Imajući u vidu karakteristike oscilatornih veličina i njihove razlike na površini platforme razmatrana je i analizirana mogućnost poboljšanja oscilatornog komfora promenom karakteristika krutosti i prigušenja sedišta koja se nalaze u zonama nižeg oscilatornog komfora. Sprovođenje detaljnih simulacionih istraživanja u relativno širokom rasponu parametara krutosti i prigušenja sedišta, pokazalo je da postoje realni parametri koji omogućuju značajno poboljšanje oscilatornog komfora u ugroženim zonama. Mapiranjem zona različitog oscilatornog komfora na platformi vozila i određivanjem novih vrednosti parametara krutosti i prigušenja sedišta, kojima se oscilatorni komfor u ugroženim zonama poboljšava za jedan do dva nivoa i postiže ujednačenje oscilatornog komfora na celoj platformi vozila, ispunjen je cilj izrade ove teze. Na osnovu zaključaka sprovedenih analiza, uzevši u obzir predmet i cilj istraživanja, značaj i doprinos ovog rada mogu se naći u definisanju opšteg oscilatornog modela saobraćajnih sredstava za prevoz putnika. Šire posmatrano, opšti model je tako zamišljen i izgrađen da može da se koristi za analize različitih problema vertikalne dinamike (koja uključuje i aktivnu bezednost) vozila. Uže posmatrano, pomoću opšteg oscilatornog modela mogu da se, analizom oscilatornog komfora korisnika, odrede zone jednakog oscilatornog komfora. U naučni doprinos ove disertacije spada i izgradnja originalnog prostornog oscilatornog modela međugradskog autobusa u koji su, za razliku od modela vozila u radovima drugih autora (Polach i Hajžman, 2007; Polach i Hajžman, 2008; Mladenović, 2008; Mladenović, 1997), uključena sva sedišta korisnika (vozača i svih putnika) autobusa. Definisani oscilatorni model međugradskog autobusa uvođenjem relativno jednostavnih modifikacija može da se primeni za istraživanje problema vertikalne dinamike svih vrsta autobusa (gradski, prigradski, turistički i specijalni autobusi (npr. double-decker)). Naučni doprinos disertacije svakako predstavlja uvođenje i definisanje novog termina ”zona jednakog oscilatornog komfora autobusa” u oblasti vertikalne dinamike vozila. Takođe, naučni doprinos teze je iznalaženje zavisnosti oscilatorne udobnosti korisnika u oscilatornim zonama autobusa za slučajeve kada se autobus kreće istim brzinama po 11. Završna razmatranja i zaključak 189 podlogama različitog kvaliteta, različitim brzinama po podlogama istog kvaliteta i različitim brzinama po podlogama različitog kvaliteta. Osim naučnog doprinosa, ova disertacija ima i praktičnu vrednost. Rezultati sprovedenih analiza ukazali su na pojedinačna sedišta u vozilu na kojima je oscilatorna udobnost korisnika smanjena. Analize su pokazale da promenom oscilatornih parametara sedišta može da se utiče na oscilatorni komfor i da njihovim pravilnim izborom može da se poboljša udobnost korisnika koji na njima sede. Stoga rezultati doktorske disertacije mogu značajno da pomognu konstruktorima i proizvođačima autobusa, jer ukazuju na one konstruktivne karakteristike sedišta sa kojima se može osetno poboljšati i ujednačiti oscilatorna udobnost svih korisnika. Literatura 190 Literatura Ahlin, K.; Granlund, J.; Lundström, R. 2000. Whole-Body Vibration When Riding on Rough Roads – A shocking Study. Swedish National Road Administration. 81 p. Ahn, S.J. 2010. Discomfort of vertical whole-body shock-type vibration in the frequency range of 0.5 to 16 Hz, International Journal of Automotive Technology 11(6): 909-916. Alperovitch-Najenson, D. 2010. Low Back Pain among Professional Bus drivers: ergonomic and Occupational-Psychosocial risk Factors, Israel Medical Association Journal 12(1): 26-31. Bellman, M.A. 2005. Perception of Whole-Body Vibrations: From basic experiments to effects of seat and steering-wheel vibrations on the passenger‘s comfort inside vehicles, University of Oldenburg, Germany. 180 p. Bogojević, B. 2003. Primena neparametarskih metoda programskog paketa MATLAB Signal Processing Toolbox u analizi audio signala, 11. telekomunikacioni forum TELFOR. Available from internet: . Blood, R.P.; Ploger, J.D.; Yost, M.G.; Ching, R.P.; Johnson, P.W. 2010. Whole body vibration exposures in metropolitan bus drivers: A comparasion of three seats, Journal of Sound and Vibration 329(4): 109-120. Blundell, M.V. 1997. The influence of suspension and tyre modelling on vehicle handling simulation, Coventry University in collaboration with Rover Group and SP Tyres UK Ltd, PhD Thesis. 367 p. Blundell, M.V.; Harty, D. 2004. Multibody Systems Approach to Vehicle Dynamics, Elsevier Butterworth-Heinemann. 541 p. Blundell, M.V. 1998. The influence of rubber bush compliance on vehicle suspension movement, Materials and Design 19(1): 29-37. Boileau, P. 1995. A study of secondary suspensions and human driver response to whole-body vehicular vibration and shock, Concordia University, Faculty of Engineering and Computer Science, Mechanical and Industrial Engineering. 454 p. Bovenzi, M.; Hulshof, C.T.J. 1998. An updated review of epidemiologic studies on the relationship between exposure to whole-body vibration and low back pain, Journal of Sound and Vibration 215(4): 596-611. Bovenzi, M.; Hulshof, C.T.J. 1999. An updated review of epidemiologic studies on the relationship between exposure to whole-body vibration and low back pain (1986-1997), International Archives of Occupational and Environmental Health 72(6): 351-365. Literatura 191 Brčić, S. 2012. Mehanika vožnje-kretanje šinskih vozila (predavanja), Građevinski fakultet u Beogradu. Buonsanti, M.; Leonardi, G. 2012. Dynamic Modelling of Freight Wagon with Modified Bogies, European Journal of Scientific Research 86(2): 274-282. Campbell, K.L.; Erwin, R.D.; Gillespie, T.D.; Segel, L.; Schneider, L.W. 1982. Truck Cab Vibrations and Highway Safety, Highway Safety Research Institute, University of Michigan. FHWA report RD-82/093. 38 p. Chang, G.; Dick, J.; Rasmussen, R.O. 2007. ProVal User’s Guide, Version 2.73, The Transtec Group, Inc. 113 p. Costa Neto, A.; Ferraro, L. C.; Veissid, V. L.; Freitas, C. A. M.; Argentino, M. A.; Ripoli, R. R.; Perseguim, O. T. 1998. A Study of Vibrational Behavior of a Medium Sized Truck Considering Frame Flexibility with the Use of ADAMS, North American ADAMS User Conference, Ann Arbor, Michigan. 21 p. Available from internet: . Crolla, D. A.; Horton, D. 1993. Vehicle system simulation using a toolkit based strategy, Available from internet: . Da Cunha, R.H.; Costa Neto, A.; Prado, M.; Persequim, T.O.; Spinelli, D.M. 2001. Handling Analysis of a Three-Axle Intercity Bus, 16th European ADAMS User Conference 2001, Berchtesgaden, Germany. 6 p. Available from internet: . Dedović, V. 2004. Dinamika vozila, Saobraćajni fakultet u Beogradu, Beograd. 244 str. Dedović, V.; Mladenović, D. 1999. Dinamika vozila - praktikum, Saobraćajni fakultet u Beogradu, Beograd. 103 str. Dedović, V. 1998. Nezavisno oslanjanje automobila, Saobraćajni fakultet u Beogradu, Beograd. 310 str. Demić, M. 2006. Dinamičke pobude automobila, Institut za nuklearne nauke “Vinča”, Centar za motore i vozila, Beograd. 240 str. Demić, M.; Lukić, J.; Milić, Z. 2002. Some Aspects of The Investigation of Random Vibration Influence on Ride Comfort, Journal of Sound and Vibration 253(1): 109-129. Diligenski, Đ.; Demić, M.; Šakota, Ž. 2005. Bus Passenger Vibrational Comfort, MVM Monograph, Faculty of Mechanical Engineering, Kragujevac. 14 str. Diligenski, Dj.; Demić, M. 2000. Influence of Speed and Road Surface Type on Bus Passenger Vibrational Comfort, 2nd International Conference on Whole Body Vibration Injuries, Extended abstracts, Siena, Italy. 2 p. Literatura 192 Dong, R. 1997. Approaches to incorporate large data series into Adams models, North American ADAMS Users Conference, Ypsilanti, Michigan. 7 p. Available from internet: . Eaton, S. 2003. Bus Drivers and Human Vibration, WORKERS' COMPENSATION BOARD OF BC, Vancouver, Canada, p 10. Available from internet: . Els, P.S. 2005. The applicability of ride comfort standards to off-road vehicles, Journal of Terramechanics 42(1): 47-64. Eriksson, P.; Friberg, O. 2000. Ride comfort optimization of a city bus, Structural and Multidisciplinary Optimizatoin 20(1): 67-75. European Agency for Safety and Health at Work, 2008. Workplace Exposure to Vibration in Europe: An Expert Review, Luxembourg: Office for Official Publications of the European Communities. 124 p. Available from internet: . EU Good Practice Guide WBV. 2008. Guide to good practice on Whole-Body Vibration, 65 p. EU Good Practice Guide HAV. 2006. Guide to good practice on Hand-Arm Vibration, 61 p. Forsén, A. 1999. Heavy Vehicle Ride and Endurance. Modelling and model validation. Royal Institute of Technology, Stockholm, Sweden. PhD thesis, 92 p. Genta, G. 1997. Motor vehicle dynamics: modeling and simulation, World Scientific Publishing Co. Pe. Ltd. 529 p. Gillespie, T.D. 1992. Fundamentals of Vehicle Dynamics, Society of Automotive Engineers, Inc. 495 p. Gillespie, T.D.; Sayers, M.W. 1985. Measuring Road Roughness and Its Effects on User Cost and Comfort: A Symposium, American Society for Testing and Materials (ASTM). 198 p. Glumac, S.; Žeželj, S.; Gladović, P.; Nijemčević, S. 2002. Projektovanje proizvodnja i eksploatacija autobusa. Beograd: IKARBUS AD. 443 p. Granlund, J. 2008. Health Issues Raised by Poorly Maintained Road Networks, Swedish Road Administration Consulting Services. 146 p. Građevinski fakultet Univeziteta u Beogradu, 2012. Podaci o neravnostima kolovoza. Griffin, M.J. 2007. Discomfort from feeling vehicle vibration, Vehicle System Dynamics 45(7-8): 679-698. Literatura 193 Griffin, M.J. 1998. Comparison of standardized methods for predicting the hazards of whole-body vibration and repeated shocks, Journal of Sound and Vibration 215(4): 883-914. Griffin, M.J. 1996. Handbook of Human Vibration, Academic Press, UK. 988 p. Griffin, M.J. 1978. The evaluation of vehicle vibration and seats, Applied Ergonomics 9(1): 15-21. Hassan, R.; McManus, K. 2001. Heavy Vehicle Ride and Driver Comfort. SAE World Congress, Session on Human Factors in Automotive Design. Detroit, Michigan, USA. Hedberg, G.; Jacobsson, K.A.; Langendoen, S.; Nyström, L. 1991. Mortality in circulatory diseases, especially ischemic heart disease, among Swedish professional drivers: a retrospective cohort study, Journal of Human Ergology 20(1): 1-5. Hix, K.; Ziemba, S.; Schoof, L. 2000. Truck Seat Modeling – A Methods Development Approach, 2000 International ADAMS Users Conference, Orlando, Florida. 9 p. Hopcroft, R.; Skinner, M. 2005. C-130J Human Vibration, Defence Science and Technology Organisation, Australia. 30 p. Hulshof, C.; Van Der Laan, G.; Braam, I.; Verbeek, J. 2002. The fate of Mrs. Robinson: Criteria for recognition of whole-body vibration injury as an occupational disease, Journal of Sound and Vibration 253(1): 185-194. Ihs, A.; Velin, H.; Wikström, M. 2002. Vägytans inverkan på trafiksäkerheten. (The influence of road surface condition on traffic safety). Väg-och TransportforskningsInstitutet, VTI medd 909. 76 p. Ismail, A.R.; Nuawi, M.Z.; How, C.W.; Kamaruddin, N.F.; Nor, M.J.M.; Makhtar, N.K. 2010. Whole Body Vibration Exposure to Train Passenger, American Journal of Applied Sciences 7(3): 352-359. Iwincki, S. 2006. Handbook of Railway Vehicle Dynamics, Taylor&Francis Group, LLC. 527 p. Janićijević, N.; Janković, D.; Todorović, J. 1998. Konstrukcija motornih vozila, Mašinski fakultet u Beogradu, Beograd. 512 str. Janković D.; Todorović, J. 1990. Teorija kretanja motornih vozila, Mašinski fakultet u Beogradu, Beograd. 436 str. Jazar, R. N. 2008. Vehicle Dynamics: Theory and Application. Springer Science+Business Media, LLC. 1022 p. Jeong-Hyun, S.; Seong-Jun, P.; Jeong-Han, L.; So-Hae, C.; Wan-Suk, Y. 2010. Full Vehicle Simulation for Durability Test of Damper in a Cruise Bus, The 1st Joint International Conference on Multibody System Dynamics, Lappeenranta, Finland. 8 p. Literatura 194 Juan, J.; DePauw, T.; Lin, Y. 1996. Vehicle Dynamics and NVH Trade-off Studies Using ADAMS. North American ADAMS Users Conference,Ypsilanti, Michigan. 22 p. Available from internet: . Karamihas, S.; Gillespie, T.; Kohn, S.; Perera, R. 1999. Guidelines for Longitudinal Pavement Profile Measurement, The University of Michigan, Michigan. 188 p. Kardas-Cinal, E. 2010. Ride comfort for various passenger positions in a railway vehicle - simulation study, Archives of Transport 22(2): 189-199. Kawamura, A.; Kaku, T. 1985. An evaluation of road roughness and the effects on riding comfort and vehicle dynamics, Proceedings of JSCE, N.359/ IV-3, 137-147 p. Kompier, M.A.J. 1996. Bus drivers: Occupational stress and stress prevention, Leiden: Department of Work and Organizational Psychology, University of Nijmegen. 39 p. Available from internet: . Kropáč, O.; Múčka, P. 2009. Effects of longitudinal road waviness on vehicle vibration response, Vehicle System Dynamics 47(2): 135-153. Kvasnička, P.; Palčak, F. 1996. Studying the Vehicle Response to Various Inputs by Virtual Prototyping, 11th European ADAMS Users Conference, Frankfurt, Germany. 14 p. Available from internet: . Leelavathy, K.R.; Raju, R.; Gokul Raj, S. 2011. Whole Body Vibration and Back Disorders among Vehicle Operators, European Journal of Scientific Research 61(3): 328-340. Li, L.; Li, Q. 2007. Vibration Analysis Based on Full Multi-Body Model for the Commercial Vehicle Suspension System, Proceedings of the 6th WSEAS International Conference on Signal Processing, Robotics and Automation, Corfu Island, Greece. 5 p. Available from internet: . Lu, Y.; Yang, S.; Li, S.; Chen, L. 2010. Numerical and experimental investigation on stochastic dynamic load of a heavy duty vehicle, Applied Mathematical Modelling 34(10): 2698-2710. Magnusson, ML.; Pope, MH.; Wilder, DG.; Areskoug, B. 1996. Are occupational drivers at an increased risk for developing musculoskeletal disorders?, Spine 21(6): 710- 717. Marjanen, Y.; Nevala, K. 2003. Whole body vibration analysis program for real measurements and virtual model, Department of Mechanical Engineering, University of Oulu, Finland. 8 p. Literatura 195 McCarthy, R. 1998. A Review of Available Vehicle Simulation Software, Exponent Failure Analysis Associates. 38 p. Available from internet: . McConville, J. B.; McGrath, J.F. 1998. Introduction to ADAMS Theory, Ann Arbor, Michigan. 29 p. Available from internet: . Mechanical Dynamics, Incorporated 2002. Getting Started Using ADAMS/View, Mechanical Dynamics, Ann Arbor, Michigan. 87 p. Available from internet: . Mechanical Dynamics, Incorporated 2002. Exchanging data in ADAMS, Mechanical Dynamics, Ann Arbor, Michigan. 116 p. Mechanical Dynamics, Incorporated 2002. Using ADAMS/PostProcessor, Mechanical Dynamics, Ann Arbor, Michigan. 250 p. Mechanical Dynamics, Incorporated 2001. Advanced ADASM/View Training Guide, Mechanical Dynamics, Ann Arbor, Michigan. 370 p. Mechanical Dynamics, Incorporated 2001. Basic ADAMS Full Simulation Training Guide, Mechanical Dynamics, Ann Arbor, Michigan. 332 p. Available from internet: . Mechanical Dynamics, Incorporated 2000. Building Models in ADAMS/View, Mechanical Dynamics, Ann Arbor, Michigan. 512 p. Available from internet: . Miege, A. 2004. Tyre Model for Truck Ride Simulations, University of Cambridge, Departement of Engineering. 62 p. Milošević, S. 1981. Saobraćajna psihologija, Naučna knjiga, Beograd. 262 str. Mitschke, M. 2004. Dynamic der Kraftfahrzeuge. Berlin: Springer Verlag. 799 p. Mladenović, D. 2008. Dinamičko ponašanje autobusa u realnim uslovima vožnje, Doktorska disertacija, Saobraćajni fakultet u Beogradu, Beograd. 299 str. Mladenović, D. 1997. Istraživanje uticaja konstrukcionih parametara na oscilatorno ponašanje autobusa. Magistarska teza, Saobraćajni fakultet u Beogradu, Beograd. 246 str. Mrazek, T.; Marzy, R. 2000. Investigation of the Comfort Behavior of a Commercial Vehicles in ADAMS, 15th ADAMS European Users’ Conference, Rome, Italy. 8 p. Available from internet: . Literatura 196 Nakashima, A.; Cheung, B. 2006. The effects of vibration frequencies on physical, perceptual and cognitive performance, Defence R&D Canada, Toronto. 30 p. Negrut, D.; Dyer, A. 2004. ADAMS/Solver Primer, Ann Arbor, Michigan. 67 p. Nelson, C.; Brereton, P. 2005. The European Vibration Directive, Industrial Health 43(3): 472-479. Nijemčević, S.; Dragojlović, D.; Zečević, S.; Milosavljević, B.; Čuk, J.; Marković, S. 2001. Tehničko prodajana knjiga, Ikarbus AD, fabrika autobusa i specijalnih vozila, Beograd. 237 str. Okunribido, O. O.; Shimbles, S.J.; Magnusson, M.; Pope, M. 2007. City bus driving and low back pain: A study of the exposures to posture demands, manual materials handling and whole-body vibration, Applied Ergonomics 38(1): 29-38. Pacejka, H. B. 2005. Tyre and Vehicle Dynamics. Oxford: Butterworth–Heinemann. 672 p. Palmer, K.; Griffin, M.; Bendall, H. 2000. Prevalence and pattern of occupational exposure to whole body vibration in Great Britain: findings from a national survey, Occupational and Environmental Medicine 57(4): 229-236. Pečeliūnas, R.; Prentkovskis, O.; Garbinčius, G.; Nagurnas, S.; Pukalskas, S. 2005. Experimental research into motor vehicle oscillations in the case of changeable deceleration, Transport 20(5): 171-175. Pečeliūnas, R.; Lukoševičienė, O.; Prentkovskis, O. 2003. A mathematical model of the vibrating system equivalent to the vehicle in the mode of emergency braking, Transport 13(3): 136-142. Picu, A. 2009. Whole body vibration analysis for bus drivers, SISOM 2009 and Session of the Commission of Acoustics, Bucharest. 4 p. Available from internet: . Polach, P.; Hajžman, M. 2008. Multibody simulations of trolleybus vertical dynamics and influences of spring -damper structural elements, Applied and Computational Mechanics 2(1): 101-112. Polach, P.; Hajžman, M. 2007. Multibody simulations of trolleybus vertical dynamics and influences of tire radial characteristics, 12th IFToMM World Congress, Besançon, France. 6 p. Prem, H.; Ayton, G. 2005. Improved techniques for assessing ride quality on concrete pavements, 8th International Conference on Concrete Pavements, Colorado Springs CO, United States. 22 p. Literatura 197 Prem, H.; De Pont, J.; Edgar, J. 2002. Comparasion of three programs for simulating heavy vehicle dynamics, 7th International Symposium on Heavy Vehicle Weights and Dimensions, Delft, The Netherlands. 20 p. Rajamani, R. 2006. Vehicle Dynamics and Control. New York: Springer. 476 p. RoadRuf Software, 1997. Software for Analyzing Road Profiles, The University of Michigan Transportation Research Institute. Rusov, S. 2012. Dizel vučna i vučena vozila (predavanja), Saobraćajni fakultet u Beogradu. Sandover, J. 1998. High acceleration events: an introduction and review of expert opinion, Journal of Sound and Vibration 215(4): 927-945. Sayers, M.W.; Karamihas, M.S. 1996. Interpretation of road roughness profile data, Final Report, UMTRI. 166 p. Sayers, M.W. 1988. Terrain Inputs to Predict Structural Integrity of Ground Vehicles, The University of Michigan Transportation Research Institute, Ann Arbor, Michigan. 120 p. Schiehlen, W.; Hu, B. 2003. Spectral simulation and shock absorber indetification, International Journal of Non-Linear Mechanics 38(2): 161-171. Schiehlen, W. 1997. Multibody System Dynamics: Roots and Perspectives, Multibody System Dynamics 1(2): 149-188. Seidel, H.; Hinz, B.; Hofmann, J.; Menzel, G. 2008. Intraspinal forces and health risk caused by whole-body vibration - Predictions for European drivers and different field conditions, International Journal of Industrial Ergonomics 38(9-10): 856-867. Sekulić, D.; Ded ov ić, V.; Ru sov, S.; Šalinić, S.; Obradović, A. 2013. Analysis of vibration effects on the comfort of intercity bus users by oscillatory model with ten degrees of freedom, Applied Mathematical Modelling DOI: 10.1016/j.apm.2013.03.060, ISSN 0307-904X. Sekulić, D.; Dedović, V. 2011. Intercity bus users vibration comfort analysis through an oscillatory model with seven DOF using Adams/View software, Journal of Applied Engineering Science 3(9): 401-410. Sekulić, D.; Dedović, V. 2011. The effect of stiffness and damping of the suspension system elements on the optimization of the vibrational behavior of a bus, IJTTE - International Journal for Transport and Traffic Engineering 1(4): 231-244. Sekulić, D.; Dedović, V. 2011. Analiza oscilatornog komfora vozača autobusa simulacijom pomoću modela sa šest stepeni slobode, XXIII Međunarodni naučno- stručni skup: Nauka i motorna vozila, Specijalna konferencija za Zapadni Balkan, Beograd. 13 str. Literatura 198 Sekulić, D.; Dedović, V. 2011. Istraživanje oscilatornog komfora autobusa na prostornom modelu sa deset stepeni slobode simulacijom u ADAMS/View softveru, treći međunarodni naučno-stručni simpozijum ''Novi Horizonti saobraćaja i komunikacija 2011'', Doboj, Bosna i Hercegovina, 10 str. Shahin, M.Y. 2005. Pavement Management for Airports, Roads, and Parking Lots, Springer Science+Business Media, LLC, USA. 572 p. Shinozuka, M. 1972. Digital simulation of random processes and its applications, Journal of Sound and Vibration 25(1): 111-128. Shust, C.W. 2007. Shock and Vibration in Rail and other Transport Modes, Objective engineers, INC.83 p. Simić, D.; Savčić, A.; Ninković, D. 1979. Uporedno ispitivanje oscilatornih parametara sedišta vozača, Motorna Vozila Motori (24-25): 7-68. Simić, D. 1975. Dinamika motornih vozila - oscilacije i vešanje automobila, Mašinski fakultet u Kragujevcu, Kragujevac. 286 str. Standard ISO 2631. 1997. Mechanical vibration and shock - Evaluation of human exposure to whole body vibration, 2nd edition. 31 p. Standard ISO 2631. 1985. Guide for the Evaluation of Human Exposure to Whole Body Vibration, 2nd edition. 29 p. Standard ISO 8608. 1995. Mechanical vibration - Road surface profiles - Reporting of measured data, 1st edition. 34 p. Steigerwald, M. 1996. Strategies for Using the ADAMS Integrators, North American ADAMS User Conference, Ypsilanti, Michigan. 24 p. Available from internet: . Sun, L. 2003. Simulation of pavement roughness and IRI based on power spectral density, Mathematics and Computers in Simulation 61(2): 77-88. The MathWorks, Inc. 2001. Signal Processing Toolox User’s Guide. 800 p. The University of Michigan Transportation Research Institute, 1997. RoadRuf User Reference Manual, The University of Michigan, Michigan. 112 p. Tianfei, M.; Ankang, Z.; Dengfeng, W.; Shumingi, C.; Junchao, D. 2010. Ride Comfort Analysis of Commercial Vehicle Using Flexible Multi-body and Finite Element Methods, International Conference on Mechanical and Electrical Technology. 4 p. Tiemessen, I.J.; Hulshof, C.T.J.; Frings-Dresen, M.H.W. 2007. An overview of strategies to reduce whole-body vibration exposure on drivers: A systematic review, International Journal of Industrial Ergonomics 37(3): 245-256. Uys, P.E.; Els, P.S.; Thoresson, M. 2007. Suspension settings for optimal ride comfort Literatura 199 of off-road vehicles travelling on roads with different roughness and speeds, Journal of Terramechanics 44(2): 163-175. Veličković, D. 1990. Buka i vibracije II, Univerzitet u Nišu, Niš. Verros, G.; Natsiavas, S.; Papadimitriou, C. 2005. Design Optimization of Quarter-car Models with Passive and Semi-active Suspensions under Random Road Excitation, Journal of Vibration and Control 11(5): 581–606. Wang, F.; Liu, X. 2010. Research on the simulation of vehicle ride comfort with random road inputs based on ADAMS/View, International Conference on Computer Design and Applications. 4 p. Whitelegg, J. 1995. Health of professional drivers, A Report for Transport & General Workers, Lancaster: Union, Eco-Logica Ltd. 10 p. Available from internet: . Wong, J.U. 2001. Theory of Ground Vehicles, John Wiley & Sons, Inc. 558 p. www.busevi.com Yang, Y.W.; Cao, Wenwu.; Chung, T.; Morris, J. 2005. Applied Numerical Methods using Matlab, a John Wiley & Sons, INC., Publication. 512 p. Prilozi 200 Prilozi Prilozi 201 Prilog 1: Oscilatorni model auotbusa IK 301 Prilozi 202 Slika P1.1. Pogled na model sa desne strane Slika P1.2. Pogled na model sa prednje strane Prilozi 203 Slika P1.3. Pogled na model sa zadnje strane Slika P1.4. Pogled na model odozgo Prilozi 204 Prilog 2: Registrovane neravnosti asfalt betonskog kolovoza u lošem stanju, brzina 64 km/h, za verifkicaju oscilatornog modela autobusa IK 301 Prilozi 205 ERDFILEV2.00 2, 1058, 1058, 1, 5, 0.500000 , - 1, TITLE K.J.Law Profilometer, Section 5 SHORTNAMLElev. RElev. LONGNAMELeft Elevation Right Elevation UNITSNAMft ft GENNAME Profile Elevation Profile Elevation XLABEL Distance XUNITS ft FORMAT (2G13.6) HISTORY Converted to ERD format 19:18 on May 28, 1994 RIGIBODYLeft Right SPEEDMPH 40.0000 , WEATHER SUNNY TEMPAIR 85 F NACC 2 NSENSORS2 TIME 11:40:47 DATE 06/27/93 VEHICLIDSN007 VEHTYPE CHAMPION RV. DRIVER VOGEL OPERATORMARSHALL SENSTYPEO OWNER FHWA LTPP SITE 05 END 0.117500E-01 0.188333E-01 0.109167E-01 0.172500E-01 0.102500E-01 0.161667E-01 0.916667E-02 0.140000E-01 0.750000E-02 0.114167E-01 0.616667E-02 0.107500E-01 0.550000E-02 0.103333E-01 0.500000E-02 0.908333E-02 0.291667E-02 0.791667E-02 0.116667E-02 0.658333E-02 0.108333E-02 0.550000E-02 0.125000E-02 0.408333E-02 -0.250000E-03 0.258333E-02 -0.225000E-02 0.108333E-02 -0.341667E-02-0.200000E-02 -0.416667E-02-0.258333E-02 -0.441667E-02-0.116667E-02 -0.483333E-02-0.158333E-02 -0.466667E-02-0.225000E-02 -0.391667E-02-0.225000E-02 -0.408333E-02-0.266667E-02 -0.333333E-02-0.366667E-02 -0.833333E-03-0.400000E-02 0.666667E-03-0.391667E-02 0.100000E-02-0.433333E-02 0.250000E-03-0.400000E-02 -0.500000E-03-0.316667E-02 -0.166667E-03-0.300000E-02 -0.666667E-03-0.391667E-02 -0.225000E-02-0.416667E-02 -0.458333E-02-0.391667E-02 -0.525000E-02-0.458333E-02 -0.558333E-02-0.550000E-02 -0.725000E-02-0.716667E-02 -0.891667E-02-0.825000E-02 -0.925000E-02-0.941667E-02 -0.101667E-01-0.102500E-01 -0.120833E-01-0.105000E-01 -0.136667E-01-0.120000E-01 -0.151667E-01-0.137500E-01 -0.170000E-01-0.155833E-01 -0.203333E-01-0.170833E-01 -0.229167E-01-0.181667E-01 -0.231667E-01-0.189167E-01 -0.228333E-01-0.195833E-01 -0.240833E-01-0.264167E-01 -0.337500E-01-0.329167E-01 -0.379167E-01-0.313333E-01 -0.329167E-01-0.272500E-01 -0.315000E-01-0.240833E-01 -0.315000E-01-0.208333E-01 -0.313333E-01-0.181667E-01 -0.303333E-01-0.169167E-01 -0.305833E-01-0.146667E-01 -0.283333E-01-0.117500E-01 -0.241667E-01-0.883333E-02 -0.207500E-01-0.466667E-02 -0.174167E-01-0.583333E-03 -0.145000E-01 0.158333E-02 -0.110000E-01 0.358333E-02 -0.883333E-02 0.700000E-02 -0.741667E-02 0.104167E-01 -0.508333E-02 0.125833E-01 -0.300000E-02 0.131667E-01 -0.183333E-02 0.131667E-01 -0.141667E-02 0.133333E-01 -0.833333E-03 0.138333E-01 0.416667E-03 0.143333E-01 0.125000E-02 0.146667E-01 0.125000E-02 0.152500E-01 0.333333E-03 0.143333E-01 -0.416667E-03 0.137500E-01 -0.141667E-02 0.141667E-01 -0.341667E-02 0.135833E-01 -0.483333E-02 0.123333E-01 -0.433333E-02 0.115000E-01 -0.433333E-02 0.105000E-01 -0.550000E-02 0.900000E-02 -0.658333E-02 0.766667E-02 -0.500000E-02 0.708333E-02 -0.350000E-02 0.650000E-02 -0.458333E-02 0.516667E-02 -0.541667E-02 0.433333E-02 -0.416667E-02 0.358333E-02 -0.275000E-02 0.258333E-02 -0.266667E-02 0.191667E-02 -0.333333E-02 0.116667E-02 -0.383333E-02-0.250000E-03 -0.333333E-02-0.250000E-02 -0.341667E-02-0.358333E-02 -0.433333E-02-0.425000E-02 -0.533333E-02-0.625000E-02 -0.575000E-02-0.783333E-02 -0.675000E-02-0.850000E-02 -0.825000E-02-0.106667E-01 -0.850000E-02-0.126667E-01 -0.833333E-02-0.126667E-01 -0.102500E-01-0.132500E-01 -0.130000E-01-0.148333E-01 -0.134167E-01-0.158333E-01 -0.132500E-01-0.158333E-01 -0.146667E-01-0.150833E-01 -0.155833E-01-0.138333E-01 -0.144167E-01-0.136667E-01 -0.128333E-01-0.140833E-01 -0.128333E-01-0.130833E-01 -0.119167E-01-0.125833E-01 -0.916667E-02-0.119167E-01 -0.691667E-02-0.117500E-01 -0.541667E-02-0.118333E-01 -0.483333E-02-0.933333E-02 -0.458333E-02-0.758333E-02 -0.325000E-02-0.775000E-02 -0.333333E-02-0.650000E-02 -0.308333E-02-0.483333E-02 -0.191667E-02-0.508333E-02 -0.166667E-02-0.500000E-02 -0.158333E-02-0.525000E-02 -0.216667E-02-0.533333E-02 -0.175000E-02-0.408333E-02 -0.125000E-02-0.400000E-02 -0.283333E-02-0.533333E-02 -0.433333E-02-0.641667E-02 -0.541667E-02-0.675000E-02 -0.641667E-02-0.633333E-02 -0.650000E-02-0.616667E-02 -0.658333E-02-0.658333E-02 -0.691667E-02-0.625000E-02 -0.683333E-02-0.600000E-02 -0.891667E-02-0.675000E-02 -0.129167E-01-0.708333E-02 -0.104167E-01-0.691667E-02 -0.525000E-02-0.775000E-02 -0.508333E-02-0.933333E-02 -0.583333E-02-0.108333E-01 -0.650000E-02-0.116667E-01 -0.691667E-02-0.122500E-01 -0.825000E-02-0.137500E-01 -0.105000E-01-0.154167E-01 -0.134167E-01-0.159167E-01 -0.136667E-01-0.166667E-01 -0.120000E-01-0.185833E-01 -0.130833E-01-0.199167E-01 -0.141667E-01-0.199167E-01 -0.140833E-01-0.209167E-01 -0.149167E-01-0.231667E-01 -0.168333E-01-0.253333E-01 -0.182500E-01-0.263333E-01 -0.185000E-01-0.272500E-01 -0.181667E-01-0.290000E-01 -0.195000E-01-0.295000E-01 -0.219167E-01-0.300000E-01 -0.225833E-01-0.302500E-01 -0.220833E-01-0.300833E-01 -0.228333E-01-0.305833E-01 -0.248333E-01-0.320833E-01 -0.263333E-01-0.354167E-01 -0.277500E-01-0.385000E-01 -0.296667E-01-0.390000E-01 -0.310833E-01-0.395833E-01 -0.315833E-01-0.420000E-01 -0.320000E-01-0.433333E-01 -0.325833E-01-0.438333E-01 -0.322500E-01-0.453333E-01 -0.310000E-01-0.478333E-01 -0.295833E-01-0.500833E-01 -0.284167E-01-0.507500E-01 -0.269167E-01-0.499167E-01 -0.306667E-01-0.514167E-01 -0.347500E-01-0.562500E-01 -0.348333E-01-0.528333E-01 -0.316667E-01-0.451667E-01 -0.261667E-01-0.466667E-01 -0.229167E-01-0.455833E-01 -0.212500E-01-0.382500E-01 -0.204167E-01-0.351667E-01 -0.191667E-01-0.336667E-01 -0.170833E-01-0.309167E-01 -0.148333E-01-0.283333E-01 -0.132500E-01-0.263333E-01 -0.109167E-01-0.250833E-01 -0.800000E-02-0.240833E-01 …………………………….. ……………………………. ……………………………. 0.113333E-01 0.199167E-01 0.132500E-01 0.205833E-01 0.165000E-01 0.212500E-01 0.186667E-01 0.231667E-01 0.201667E-01 0.270000E-01 0.210833E-01 0.286667E-01 0.225000E-01 0.300000E-01 0.240000E-01 0.315000E-01 0.244167E-01 0.322500E-01 0.245000E-01 0.326667E-01 0.246667E-01 0.313333E-01 0.246667E-01 0.300000E-01 0.241667E-01 0.299167E-01 Prilozi 206 Prilog 3: Rezultati analize “DOE - Deisign Of Experiments“ softvera ADAMS-View za korisnike autobusa IK 301 Prilozi 207 Loš asfalt-betonski kolovoz, brzina 80 km/h Design of Experiments Summary Model Name : IK_301 Model Title: IK301 Date Run : 2013-02-12 17:47:24 Objectives O1) Minimum of COMP_MEA_RMS_suvozac Units : meter/sec**2 Maximum Value: 1.98388 (trial 5) Minimum Value: 0.501005 (trial 21) Design Variables V1) DV_suvozac_damping Units : newton-sec/meter V2) DV_suvozac_stiffness Units : newton/meter Trial O1 V1 V2 1 0.66546 110.00 10000. 2 0.67074 110.00 15000. 3 0.81520 110.00 20000. 4 1.2954 110.00 25000. 5 1.9839 110.00 30000. 6 0.59286 165.00 10000. 7 0.61805 165.00 15000. 8 0.78367 165.00 20000. 9 1.1870 165.00 25000. 10 1.7868 165.00 30000. 11 0.54704 220.00 10000. 12 0.59248 220.00 15000. 13 0.76079 220.00 20000. 14 1.1110 220.00 25000. 15 1.6302 220.00 30000. 16 0.51821 275.00 10000. 17 0.57974 275.00 15000. 18 0.74465 275.00 20000. 19 1.0555 275.00 25000. 20 1.5055 275.00 30000. 21 0.50101 330.00 10000. 22 0.57421 330.00 15000. 23 0.73361 330.00 20000. 24 1.0133 330.00 25000. 25 1.4063 330.00 30000. Prilozi 208 Loš asfalt-betonski kolovoz, brzina 80 km/h Design of Experiments Summary Model Name : IK_301 Model Title: IK301 Date Run : 2013-02-13 14:56:11 Objectives O1) Minimum of COMP_MEA_RMS_putnik5 Units : meter/sec**2 Maximum Value: 1.75714 (trial 5) Minimum Value: 0.449719 (trial 21) Design Variables V1) DV_putnik5_damping Units : newton-sec/meter V2) DV_putnik5_stiffness Units : newton/meter Trial O1 V1 V2 1 0.53221 110.00 10000. 2 0.54093 110.00 15000. 3 0.68849 110.00 20000. 4 1.0685 110.00 25000. 5 1.7571 110.00 30000. 6 0.48920 165.00 10000. 7 0.52546 165.00 15000. 8 0.68015 165.00 20000. 9 1.0149 165.00 25000. 10 1.6101 165.00 30000. 11 0.46541 220.00 10000. 12 0.52075 220.00 15000. 13 0.67517 220.00 20000. 14 0.97664 220.00 25000. 15 1.4879 220.00 30000. 16 0.45355 275.00 10000. 17 0.52161 275.00 15000. 18 0.67301 275.00 20000. 19 0.94791 275.00 25000. 20 1.3890 275.00 30000. 21 0.44972 330.00 10000. 22 0.52599 330.00 15000. 23 0.67322 330.00 20000. 24 0.92577 330.00 25000. 25 1.3101 330.00 30000. Prilozi 209 Loš asfalt-betonski kolovoz, brzina 80 km/h Design of Experiments Summary Model Name : IK_301 Model Title: IK301 Date Run : 2013-02-12 16:48:20 Objectives O1) Minimum of COMP_MEA_RMS_putnik49 Units : meter/sec**2 Maximum Value: 3.70707 (trial 5) Minimum Value: 0.602297 (trial 6) Design Variables V1) DV_putnik49_damping Units : newton-sec/meter V2) DV_putnik49_stiffness Units : newton/meter Trial O1 V1 V2 1 0.62228 110.00 10000. 2 0.90345 110.00 15000. 3 1.2682 110.00 20000. 4 2.1801 110.00 25000. 5 3.7071 110.00 30000. 6 0.60230 165.00 10000. 7 0.85745 165.00 15000. 8 1.2389 165.00 20000. 9 2.0187 165.00 25000. 10 3.3076 165.00 30000. 11 0.60398 220.00 10000. 12 0.84521 220.00 15000. 13 1.2194 220.00 20000. 14 1.9036 220.00 25000. 15 2.9879 220.00 30000. 16 0.61927 275.00 10000. 17 0.84968 275.00 15000. 18 1.2085 275.00 20000. 19 1.8178 275.00 25000. 20 2.7340 275.00 30000. 21 0.64395 330.00 10000. 22 0.86419 330.00 15000. 23 1.2047 330.00 20000. 24 1.7522 330.00 25000. 25 2.5337 330.00 30000. Prilozi 210 Loš asfalt-betonski kolovoz, brzina 72 km/h Design of Experiments Summary Model Name : IK_301 Model Title: IK301 Date Run : 2013-02-14 10:40:36 Objectives O1) Minimum of COMP_MEA_RMS_suvozac Units : meter/sec**2 Maximum Value: 1.25798 (trial 1) Minimum Value: 1.08759 (trial 25) Design Variables V1) DV_suvozac_damping Units : newton-sec/meter V2) DV_suvozac_stiffness Units : newton/meter Trial O1 V1 V2 1 1.2580 110.00 10000. 2 1.1725 110.00 15000. 3 1.1793 110.00 20000. 4 1.2012 110.00 25000. 5 1.1259 110.00 30000. 6 1.2328 165.00 10000. 7 1.1518 165.00 15000. 8 1.1456 165.00 20000. 9 1.1523 165.00 25000. 10 1.1127 165.00 30000. 11 1.2122 220.00 10000. 12 1.1383 220.00 15000. 13 1.1251 220.00 20000. 14 1.1253 220.00 25000. 15 1.1025 220.00 30000. 16 1.1948 275.00 10000. 17 1.1283 275.00 15000. 18 1.1117 275.00 20000. 19 1.1086 275.00 25000. 20 1.0943 275.00 30000. 21 1.1798 330.00 10000. 22 1.1204 330.00 15000. 23 1.1023 330.00 20000. 24 1.0973 330.00 25000. 25 1.0876 330.00 30000. Prilozi 211 Loš asfalt-betonski kolovoz, brzina 72 km/h Design of Experiments Summary Model Name : IK_301 Model Title: IK301 Date Run : 2013-02-12 23:13:08 Objectives O1) Minimum of COMP_MEA_RMS_putnik1 Units : meter/sec**2 Maximum Value: 0.872727 (trial 1) Minimum Value: 0.787366 (trial 25) Design Variables V1) DV_putnik1_damping Units : newton-sec/meter V2) DV_putnik1_stiffness Units : newton/meter Trial O1 V1 V2 1 0.87273 110.00 10000. 2 0.83171 110.00 15000. 3 0.85070 110.00 20000. 4 0.82691 110.00 25000. 5 0.80797 110.00 30000. 6 0.85712 165.00 10000. 7 0.82088 165.00 15000. 8 0.82695 165.00 20000. 9 0.81438 165.00 25000. 10 0.79962 165.00 30000. 11 0.84506 220.00 10000. 12 0.81367 220.00 15000. 13 0.81337 220.00 20000. 14 0.80545 220.00 25000. 15 0.79441 220.00 30000. 16 0.83511 275.00 10000. 17 0.80814 275.00 15000. 18 0.80457 275.00 20000. 19 0.79881 275.00 25000. 20 0.79054 275.00 30000. 21 0.82659 330.00 10000. 22 0.80356 330.00 15000. 23 0.79834 330.00 20000. 24 0.79367 330.00 25000. 25 0.78737 330.00 30000. Prilozi 212 Loš asfalt-betonski kolovoz, brzina 72 km/h Design of Experiments Summary Model Name : IK_301 Model Title: IK301 Date Run : 2013-02-15 16:22:09 Objectives O1) Minimum of COMP_MEA_RMS_putnik12 Units : meter/sec**2 Maximum Value: 0.867039 (trial 4) Minimum Value: 0.74282 (trial 23) Design Variables V1) DV_putnik12_damping Units : newton-sec/meter V2) DV_putnik12_stiffness Units : newton/meter Trial O1 V1 V2 1 0.85830 110.00 10000. 2 0.79207 110.00 15000. 3 0.78480 110.00 20000. 4 0.86704 110.00 25000. 5 0.83636 110.00 30000. 6 0.84310 165.00 10000. 7 0.77618 165.00 15000. 8 0.76779 165.00 20000. 9 0.81146 165.00 25000. 10 0.80675 165.00 30000. 11 0.82987 220.00 10000. 12 0.76673 220.00 15000. 13 0.75654 220.00 20000. 14 0.78178 220.00 25000. 15 0.78638 220.00 30000. 16 0.81813 275.00 10000. 17 0.76018 275.00 15000. 18 0.74864 275.00 20000. 19 0.76384 275.00 25000. 20 0.77148 275.00 30000. 21 0.80753 330.00 10000. 22 0.75516 330.00 15000. 23 0.74282 330.00 20000. 24 0.75204 330.00 25000. 25 0.76018 330.00 30000. Prilozi 213 Loš asfalt-betonski kolovoz, brzina 72 km/h Design of Experiments Summary Model Name : IK_301 Model Title: IK301 Date Run : 2013-02-15 17:45:56 Objectives O1) Minimum of COMP_MEA_RMS_putnik42 Units : meter/sec**2 Maximum Value: 0.90848 (trial 4) Minimum Value: 0.673167 (trial 21) Design Variables V1) DV_putnik42_damping Units : newton-sec/meter V2) DV_putnik42_stiffness Units : newton/meter Trial O1 V1 V2 1 0.70342 110.00 10000. 2 0.72036 110.00 15000. 3 0.79304 110.00 20000. 4 0.90848 110.00 25000. 5 0.86602 110.00 30000. 6 0.69223 165.00 10000. 7 0.70240 165.00 15000. 8 0.75308 165.00 20000. 9 0.82508 165.00 25000. 10 0.82506 165.00 30000. 11 0.68408 220.00 10000. 12 0.69168 220.00 15000. 13 0.72861 220.00 20000. 14 0.77995 220.00 25000. 15 0.79614 220.00 30000. 16 0.67792 275.00 10000. 17 0.68447 275.00 15000. 18 0.71271 275.00 20000. 19 0.75231 275.00 25000. 20 0.77455 275.00 30000. 21 0.67317 330.00 10000. 22 0.67932 330.00 15000. 23 0.70190 330.00 20000. 24 0.73402 330.00 25000. 25 0.75791 330.00 30000. Prilozi 214 Loš asfalt-betonski kolovoz, brzina 72 km/h Design of Experiments Summary Model Name : IK_301 Model Title: IK301 Date Run : 2013-02-15 16:55:24 Objectives O1) Minimum of COMP_MEA_RMS_putnik48 Units : meter/sec**2 Maximum Value: 1.0266 (trial 5) Minimum Value: 0.791855 (trial 21) Design Variables V1) DV_putnik48_damping Units : newton-sec/meter V2) DV_putnik48_stiffness Units : newton/meter Trial O1 V1 V2 1 0.83509 110.00 10000. 2 0.82875 110.00 15000. 3 0.91982 110.00 20000. 4 1.0206 110.00 25000. 5 1.0266 110.00 30000. 6 0.81794 165.00 10000. 7 0.81750 165.00 15000. 8 0.87434 165.00 20000. 9 0.94375 165.00 25000. 10 0.96485 165.00 30000. 11 0.80637 220.00 10000. 12 0.80913 220.00 15000. 13 0.84766 220.00 20000. 14 0.89952 220.00 25000. 15 0.92552 220.00 30000. 16 0.79804 275.00 10000. 17 0.80263 275.00 15000. 18 0.83079 275.00 20000. 19 0.87149 275.00 25000. 20 0.89832 275.00 30000. 21 0.79186 330.00 10000. 22 0.79754 330.00 15000. 23 0.81949 330.00 20000. 24 0.85256 330.00 25000. 25 0.87848 330.00 30000. Prilozi 215 Loš asfalt-betonski kolovoz, brzina 72 km/h Design of Experiments Summary Model Name : IK_301 Model Title: IK301 Date Run : 2013-02-12 22:14:34 Objectives O1) Minimum of COMP_MEA_RMS_putnik49 Units : meter/sec**2 Maximum Value: 1.25077 (trial 4) Minimum Value: 0.983029 (trial 22) Design Variables V1) DV_putnik49_damping Units : newton-sec/meter V2) DV_putnik49_stiffness Units : newton/meter Trial O1 V1 V2 1 1.0310 110.00 10000. 2 1.0470 110.00 15000. 3 1.1236 110.00 20000. 4 1.2508 110.00 25000. 5 1.1608 110.00 30000. 6 1.0145 165.00 10000. 7 1.0190 165.00 15000. 8 1.0721 165.00 20000. 9 1.1500 165.00 25000. 10 1.1180 165.00 30000. 11 1.0020 220.00 10000. 12 1.0024 220.00 15000. 13 1.0401 220.00 20000. 14 1.0937 220.00 25000. 15 1.0875 220.00 30000. 16 0.99209 275.00 10000. 17 0.99113 275.00 15000. 18 1.0190 275.00 20000. 19 1.0587 275.00 25000. 20 1.0644 275.00 30000. 21 0.98413 330.00 10000. 22 0.98303 330.00 15000. 23 1.0044 330.00 20000. 24 1.0354 330.00 25000. 25 1.0466 330.00 30000. Prilozi 216 Dobar asfalt-betonski kolovoz, brzina 90 km/h Design of Experiments Summary Model Name : IK_301 Model Title: IK301 Date Run : 2013-02-15 10:39:06 Objectives O1) Minimum of COMP_MEA_RMS_suvozac Units : meter/sec**2 Maximum Value: 0.948304 (trial 5) Minimum Value: 0.699826 (trial 21) Design Variables V1) DV_suvozac_damping Units : newton-sec/meter V2) DV_suvozac_stiffness Units : newton/meter Trial O1 V1 V2 1 0.80156 110.00 10000. 2 0.88733 110.00 15000. 3 0.75496 110.00 20000. 4 0.79064 110.00 25000. 5 0.94830 110.00 30000. 6 0.75328 165.00 10000. 7 0.80621 165.00 15000. 8 0.74032 165.00 20000. 9 0.76948 165.00 25000. 10 0.88956 165.00 30000. 11 0.72722 220.00 10000. 12 0.76237 220.00 15000. 13 0.72959 220.00 20000. 14 0.75554 220.00 25000. 15 0.85058 220.00 30000. 16 0.71094 275.00 10000. 17 0.73614 275.00 15000. 18 0.72135 275.00 20000. 19 0.74540 275.00 25000. 20 0.82295 275.00 30000. 21 0.69983 330.00 10000. 22 0.71929 330.00 15000. 23 0.71482 330.00 20000. 24 0.73758 330.00 25000. 25 0.80247 330.00 30000. Prilozi 217 Dobar asfalt-betonski kolovoz, brzina 90 km/h Design of Experiments Summary Model Name : IK_301 Model Title: IK301 Date Run : 2013-02-13 18:08:08 Objectives O1) Minimum of COMP_MEA_RMS_putnik1 Units : meter/sec**2 Maximum Value: 1.04553 (trial 5) Minimum Value: 0.689726 (trial 21) Design Variables V1) DV_putnik1_damping Units : NO UNITS V2) DV_putnik1_stiffness Units : NO UNITS Trial O1 V1 V2 1 0.79571 110.00 10000. 2 0.79101 110.00 15000. 3 0.90471 110.00 20000. 4 1.0140 110.00 25000. 5 1.0455 110.00 30000. 6 0.75260 165.00 10000. 7 0.76573 165.00 15000. 8 0.86162 165.00 20000. 9 0.95079 165.00 25000. 10 0.97053 165.00 30000. 11 0.72404 220.00 10000. 12 0.74598 220.00 15000. 13 0.82683 220.00 20000. 14 0.90235 220.00 25000. 15 0.92081 220.00 30000. 16 0.70413 275.00 10000. 17 0.73007 275.00 15000. 18 0.79906 275.00 20000. 19 0.86461 275.00 25000. 20 0.88445 275.00 30000. 21 0.68973 330.00 10000. 22 0.71708 330.00 15000. 23 0.77682 330.00 20000. 24 0.83469 330.00 25000. 25 0.85617 330.00 30000. Prilozi 218 Dobar asfalt-betonski kolovoz, brzina 90 km/h Design of Experiments Summary Model Name : IK_301 Model Title: IK301 Date Run : 2013-02-15 20:27:20 Objectives O1) Minimum of COMP_MEA_RMS_putnik8 Units : meter/sec**2 Maximum Value: 1.0753 (trial 4) Minimum Value: 0.548647 (trial 21) Design Variables V1) DV_putnik8_damping Units : newton-sec/meter V2) DV_putnik8_stiffness Units : newton/meter Trial O1 V1 V2 1 0.64408 110.00 10000. 2 0.67894 110.00 15000. 3 0.88441 110.00 20000. 4 1.0753 110.00 25000. 5 0.86758 110.00 30000. 6 0.59886 165.00 10000. 7 0.63355 165.00 15000. 8 0.77880 165.00 20000. 9 0.92067 165.00 25000. 10 0.81408 165.00 30000. 11 0.57410 220.00 10000. 12 0.60649 220.00 15000. 13 0.71511 220.00 20000. 14 0.82460 220.00 25000. 15 0.77601 220.00 30000. 16 0.55885 275.00 10000. 17 0.58858 275.00 15000. 18 0.67326 275.00 20000. 19 0.76101 275.00 25000. 20 0.74645 275.00 30000. 21 0.54865 330.00 10000. 22 0.57595 330.00 15000. 23 0.64429 330.00 20000. 24 0.71693 330.00 25000. 25 0.72256 330.00 30000. Prilozi 219 Dobar asfalt-betonski kolovoz, brzina 90 km/h Design of Experiments Summary Model Name : IK_301 Model Title: IK301 Date Run : 2013-02-15 13:28:44 Objectives O1) Minimum of COMP_MEA_RMS_putnik37 Units : meter/sec**2 Maximum Value: 1.06211 (trial 1) Minimum Value: 0.680571 (trial 21) Design Variables V1) DV_putnik37_damping Units : newton-sec/meter V2) DV_putnik37_stiffness Units : newton/meter Trial O1 V1 V2 1 1.0621 110.00 10000. 2 0.87942 110.00 15000. 3 0.87062 110.00 20000. 4 0.90989 110.00 25000. 5 0.97548 110.00 30000. 6 0.87424 165.00 10000. 7 0.80460 165.00 15000. 8 0.80793 165.00 20000. 9 0.84794 165.00 25000. 10 0.92478 165.00 30000. 11 0.77431 220.00 10000. 12 0.75668 220.00 15000. 13 0.76747 220.00 20000. 14 0.80772 220.00 25000. 15 0.88720 220.00 30000. 16 0.71628 275.00 10000. 17 0.72463 275.00 15000. 18 0.74003 275.00 20000. 19 0.78049 275.00 25000. 20 0.85844 275.00 30000. 21 0.68057 330.00 10000. 22 0.70227 330.00 15000. 23 0.72091 330.00 20000. 24 0.76144 330.00 25000. 25 0.83618 330.00 30000. Prilozi 220 Dobar asfalt-betonski kolovoz, brzina 90 km/h Design of Experiments Summary Model Name : IK_301 Model Title: IK301 Date Run : 2013-02-15 17:39:23 Objectives O1) Minimum of COMP_MEA_RMS_putnik50 Units : meter/sec**2 Maximum Value: 1.52768 (trial 5) Minimum Value: 0.529522 (trial 21) Design Variables V1) DV_putnik50_damping Units : newton-sec/meter V2) DV_putnik50_stiffness Units : newton/meter Trial O1 V1 V2 1 0.73208 110.00 10000. 2 0.77921 110.00 15000. 3 0.77856 110.00 20000. 4 1.1316 110.00 25000. 5 1.5277 110.00 30000. 6 0.62597 165.00 10000. 7 0.69769 165.00 15000. 8 0.73079 165.00 20000. 9 0.98540 165.00 25000. 10 1.3269 165.00 30000. 11 0.57312 220.00 10000. 12 0.64948 220.00 15000. 13 0.70098 220.00 20000. 14 0.90275 220.00 25000. 15 1.1871 220.00 30000. 16 0.54479 275.00 10000. 17 0.61991 275.00 15000. 18 0.68084 275.00 20000. 19 0.84969 275.00 25000. 20 1.0876 275.00 30000. 21 0.52952 330.00 10000. 22 0.60157 330.00 15000. 23 0.66698 330.00 20000. 24 0.81302 330.00 25000. 25 1.0152 330.00 30000. Prilozi 221 Dobar asfalt-betonski kolovoz, brzina 90 km/h Design of Experiments Summary Model Name : IK_301 Model Title: IK301 Date Run : 2013-02-13 23:09:03 Objectives O1) Minimum of COMP_MEA_RMS_putnik53 Units : meter/sec**2 Maximum Value: 1.76876 (trial 5) Minimum Value: 0.554555 (trial 21) Design Variables V1) DV_putnik53_damping Units : newton-sec/meter V2) DV_putnik53_stiffness Units : newton/meter Trial O1 V1 V2 1 0.67453 110.00 10000. 2 0.82104 110.00 15000. 3 1.0172 110.00 20000. 4 1.7121 110.00 25000. 5 1.7688 110.00 30000. 6 0.60795 165.00 10000. 7 0.74292 165.00 15000. 8 0.92438 165.00 20000. 9 1.4064 165.00 25000. 10 1.5541 165.00 30000. 11 0.57724 220.00 10000. 12 0.69624 220.00 15000. 13 0.86349 220.00 20000. 14 1.2218 220.00 25000. 15 1.3924 220.00 30000. 16 0.56187 275.00 10000. 17 0.66749 275.00 15000. 18 0.82040 275.00 20000. 19 1.1011 275.00 25000. 20 1.2709 275.00 30000. 21 0.55455 330.00 10000. 22 0.64955 330.00 15000. 23 0.78886 330.00 20000. 24 1.0176 330.00 25000. 25 1.1787 330.00 30000. Prilozi 222 Prilog 4: Filteri Wk, Wd i Wz standarda ISO 2631 (1997) i ISO 2631 (1985) za vrednovanje vertikalnih i horizontalnih ubrzanja u programskom paketu MATLAB Prilozi 223 function filtriran = iso2631_Wd(signal_ubrzanje_xy,fs) % funkcija za vrednovanje signala horizontalnog ubrzanja na mestima korisnika; % sedeci polozaj, horizontalni pravac ( x,y-osa ); % koeficijenti za filtere preuzeti iz standrada ISO 2631-1 (1997); f1=0.4; f2=100; f3=2.0; f4=2.0; q4=0.63; w1=2*pi*f1; w2=2*pi*f2; w3=2*pi*f3; w4=2*pi*f4; % ----------------Band pass filter----------------------------------------- %high pass filter; numfh = [1 0 0]; denfh = [1 sqrt(2)*w1 w1^2]; %low pass filter; numfl = [1]; denfl = [1/(w2^2) sqrt(2)/w2 1]; %band pass filter; numf = conv(numfh,numfl); denf = conv(denfh,denfl); [numdf dendf] = bilinear(numf,denf,fs); filtriran1 = filter(numdf,dendf,signal); % ---------Weighting filters----------------------------------------------- %acceleration-velocity transition; numav = [1/w3 1]; denav = [1/(w4^2) 1/(q4*w4) 1]; %upward step filter; numus = [1]; denus = [1]; %weighting transfer function; numw = conv(numav,numus); denw = conv(denav,denus); [numdw dendw] = bilinear(numw,denw,fs); filtriran = filter(numdw,dendw,filtriran1); Prilozi 224 function filtriran = iso2631_Wk(signal_ubrzanje_z,fs) % funkcija za vrednovanje signala vertikalnog ubrzanja na mestima korisnika; % sedeci polozaj, vertikalni pravac ( z-osa ); % koeficijenti za filtere preuzeti iz standrada ISO 2631-1 (1997); f1=0.4; f2=100; f3=12.5; f4=12.5; f5=2.37; f6=3.35; q4=0.63; q5=0.91; q6=0.91; w1=2*pi*f1; w2=2*pi*f2; w3=2*pi*f3; w5=2*pi*f5; w6=2*pi*f6; w4=2*pi*f4; % ----------------Band pass filter ;--------------------------------------- %high pass filter; numfh = [1 0 0]; denfh = [1 sqrt(2)*w1 w1^2]; %low pass filter; numfl = [1]; denfl = [1/(w2^2) sqrt(2)/w2 1]; %band pass filter; numf = conv(numfh,numfl); denf = conv(denfh,denfl); [numdf dendf] = bilinear(numf,denf,fs); filtriran1 = filter(numdf,dendf,signal); % ---------Weighting filters----------------------------------------------- %acceleration-velocity transition; numav = [1/w3 1]; denav = [1/(w4^2) 1/(q4*w4) 1]; %upward step filter; numus = ((w5/w6)^2)*[1/(w5^2) 1/(q5*w5) 1]; denus = [1/w6^2 1/(q6*w6) 1]; %weighting transfer function; numw = conv(numav,numus); denw = conv(denav,denus); [numdw dendw] = bilinear(numw,denw,fs); filtriran = filter(numdw,dendw,filtriran1); Prilozi 225 function filtriran = iso2631_Wz(signal_ubrzanje_z,fs) % funkcija za vrednovanje signala vertikalnog ubrzanja na mestima korisnika; % sedeci polozaj, vertikalni pravac ( z-osa ); % koeficijenti za filtere preuzeti iz standrada ISO 2631-1 (1985); f1=0.8; f2=100; f3=1.5; f4=5.3; q2=0.68; w1=2*pi*f1; w2=2*pi*f2; w3=2*pi*f3; w4=2*pi*f4; % ----------------Band pass filter ;--------------------------------------- %high pass filter; numf_h = [1 0 0]; denf_h = [1 sqrt(2)*w1 w1^2]; %low pass filter; numf_l = [1]; denf_l = [1/(w2^2) sqrt(2)/w2 1]; %band pass filter ; numf_bp = conv(numf_h,numf_l); denf_bp = conv(denf_h,denf_l); [numdf dendf] = bilinear(numf_bp,denf_bp,fs); filtriran1 = filter(numdf,dendf,signal); % ---------Network weighting filters----------------------------------------------- numw = [1/w3 1]; denw = 2.38*[1/w4^2 1/(q2*w4) 1]; [numdw dendw] = bilinear(numw,denw,fs); filtriran = filter(numdw,dendw,filtriran1); Prilozi 226 Prilog 5: Programski kod u programskom paketu MATLAB za generisanje podužnih neravnosti vrlo dobrog asfalt- betonskog kolovoza Prilozi 227 % generisane_poduzne_neravnosti.m ;------------------ clear all set(0,'DefaultAxesFontSize',18) L = 5.65; % medjuosovinsko rastojanje autobusa [m]; Fi_0 = 6*10^(-6); % klasa kolovoza [m^2/(rad/m)]; w = 2.18; % talasne duzine kolovoza; ni_0 = 1; % reperna kruzna frekvencija neravnosti [rad/m]; ni_1 = 0.2; % frekvencija za prenosu funkciju filtera za dobijanje autokorelacione spektralne gustine % (PSD) neravnosti kolovoza [rad/m]; % frekventi opseg neravnosti; omega_1 = 0.5; % donja granica [Hz]; omega_n = 50; % gornja granica [Hz]; N = 1000; % broj harmonika; delta_omega = (omega_n-omega_1)/N; % korak; k = omega_1 : delta_omega : omega_n; % frekventni opseg; n = length(k); v = 100; % brzina vozila [km/h]; v_0 = v/3.6; % brzina vozila [m/s]; for mm = 1:n-1; omega(mm) = omega_1 + (mm-1/2)*delta_omega; % frekvencije za proracun PSD neravnosti [Hz]; Fi(mm) = v_0*Fi_0*(omega(mm)/ni_0).^(-w); % PSD neravnosti kolovoza na desnom tragu [m2/Hz]; Ampl_d(mm) = sqrt(2*Fi(mm)*delta_omega); % amplituda neravnosti kolovoza na desnom tragu [m]; Fi_cs(mm) = Fi(mm)*(ni_1^2/(ni_1^2+2*(omega(mm)/v_0)^2)); % autokorelaciona PSD % neravnosti [m2/Hz]; Ampl_1l(mm) = sqrt(2*Fi_cs(mm)*delta_omega); % prvi deo neravnosti za levi trag; Ampl_2l(mm) = sqrt(2*(Fi(mm)-Fi_cs(mm))*delta_omega); % drugi deo neravnosti za levi trag; end figure(1) loglog(omega,Fi,'-k','linewidth',2); grid on xlabel('Frekvencija [Hz]','FontSize',20) ylabel('Spektralna gustina neravnosti [m^2/Hz]','FontSize',20) title(['Spektralna gustina neravnosti kolovoza za brzinu autobusa',' {\itV}=',num2str(v),'… [km/h]'],'VerticalAlignment','Baseline') angle1 = 2*pi*rand(length(omega),1); % fazni ugao pobude - slucajna promenljiva; angle2 = 2*pi*rand(length(omega),1); tkzt = L/v_0; % vreme kasnjenja zadnjih tockova [s]; t = 0:0.001:7; % vreme simulaciije [s]; nn = 1; Prilozi 228 for tt = t zd_p = 0; zl_p = 0; zd_p_i = 0; % pocetna vrednost za izvod funkcije pobude za desni trag; zl_p_i = 0; % pocetna vrednost za izvod funkcije pobude za levi trag; for i = 1:1:N zd_p = Ampl_d(i)*cos(omega(i)*tt+angle1(i))+zd_p; % pobuda za desni trag; zl_p=Ampl_1l(i)*cos(omega(i)*tt+angle1(i))+Ampl_2l(i)*… cos(omega(i)*tt+angle2(i))+zl_p; % pobuda za levi trag; zd_p_i = -Ampl_d(i)*omega(i)*sin(omega(i)*tt+angle1(i))+zd_p_i; % izvod funkcije pobude % za desni trag; zl_p_i=-Ampl_1l(i)*omega(i)*sin(omega(i)*tt+angle1(i))-… Ampl_2l(i)*omega(i)*sin(omega(i)*tt+angle2(i))+zl_p_i; % izvod funkcije pobude za levi trag; end z_dp(nn) = zd_p; % vektor pobude desnog prednjeg tocka; z_lp(nn) = zl_p; % vektor pobude levog prednjeg tocka; z_dp_i(nn) = zd_p_i; % izvod funkcije pobude desnog prednjeg tocka; z_lp_i(nn) = zl_p_i; % izvod funkcije pobude levog prednjeg tocka; nn = nn+1; end figure(2) plot(t,z_dp,'-k') hold on plot(t,z_lp,'--k','linewidth',2) hold on legend('desni trag','levi trag','Location','NorthEast') grid on xlabel('Vreme [s]','FontSize',20) ylabel('Neravnost kolovoza [m]','FontSize',20) title(['Neravnost kolovoza za brzinu autobusa',' {\itV}=',num2str(v),'… [km/h]'],'VerticalAlignment','Baseline') save desni_trag z_dp save levi_trag z_lp Prilozi 229 Prilog 6: Deo komandnog cmd.fajla za oscilatorni model autobusa IK 301 Prilozi 230 ! !-------------------------- Default Units for Model ---------------------------! ! defaults units & length = meter & angle = deg & force = newton & mass = kg & time = sec ! defaults units & coordinate_system_type = cartesian & orientation_type = body313 ! !------------------------ Default Attributes for Model ------------------------! ! defaults attributes & inheritance = bottom_up & icon_visibility = on & grid_visibility = off & size_of_icons = 0.2 & spacing_for_grid = 0.4 ! !------------------------------ Adams/View Model ------------------------------! ! model create & model_name = IK_301 & title = "IK301" ! model attributes & model_name = IK_301 & size_of_icons = 0.2 ! view erase ! !-------------------------------- Data storage --------------------------------! ! data_element create spline & spline_name = .IK_301.kjlaws4_plt & adams_id = 5 & x = 0.0, 7.62E-003, 1.524E-002, 2.286E-002, 3.048E-002, 3.81E-002, & 4.572E-002, 5.334E-002, 6.096E-002, 6.858E-002, 7.62E-002, 8.382E-002, & 9.144E-002, 9.906E-002, 0.10668, 0.1143, 0.12192, 0.12954, 0.13716, & 0.14478, 0.1524, 0.16002, 0.16764, 0.17526, 0.18288, 0.1905, 0.19812, & 0.20574, 0.21336, 0.22098, 0.2286, 0.23622, 0.24384, 0.25146, 0.25908, & 0.2667, 0.27432, 0.28194, 0.28956, 0.29718, 0.3048, 0.31242, 0.32004, & ... ... linear_extrapolate = no ! data_element create spline & spline_name = .IK_301.kjlaws4_zlt & adams_id = 7 & x = 0.0, 7.62E-003, 1.524E-002, 2.286E-002, 3.048E-002, 3.81E-002, & 4.572E-002, 5.334E-002, 6.096E-002, 6.858E-002, 7.62E-002, 8.382E-002, & 9.144E-002, 9.906E-002, 0.10668, 0.1143, 0.12192, 0.12954, 0.13716, & 0.14478, 0.1524, 0.16002, 0.16764, 0.17526, 0.18288, 0.1905, 0.19812, & Prilozi 231 0.20574, 0.21336, 0.22098, 0.2286, 0.23622, 0.24384, 0.25146, 0.25908, & ... ... linear_extrapolate = no ! data_element create spline & spline_name = .IK_301.kjlaws4_pdt & adams_id = 6 & x = 0.0, 7.62E-003, 1.524E-002, 2.286E-002, 3.048E-002, 3.81E-002, & 4.572E-002, 5.334E-002, 6.096E-002, 6.858E-002, 7.62E-002, 8.382E-002, & 9.144E-002, 9.906E-002, 0.10668, 0.1143, 0.12192, 0.12954, 0.13716, & 0.14478, 0.1524, 0.16002, 0.16764, 0.17526, 0.18288, 0.1905, 0.19812, & .... ... linear_extrapolate = no ! data_element create spline & spline_name = .IK_301.kjlaws4_zdt & adams_id = 8 & x = 0.0, 7.62E-003, 1.524E-002, 2.286E-002, 3.048E-002, 3.81E-002, & 4.572E-002, 5.334E-002, 6.096E-002, 6.858E-002, 7.62E-002, 8.382E-002, & 9.144E-002, 9.906E-002, 0.10668, 0.1143, 0.12192, 0.12954, 0.13716, & 0.14478, 0.1524, 0.16002, 0.16764, 0.17526, 0.18288, 0.1905, 0.19812, & .... ... linear_extrapolate = no ! !--------------------------------- Materials ----------------------------------! ! material create & material_name = .IK_301.steel & adams_id = 1 & youngs_modulus = 2.07E+011 & poissons_ratio = 0.29 & density = 7801.0 ! !-------------------------------- Rigid Parts ---------------------------------! ! ! Create parts and their dependent markers and graphics ! !----------------------------------- PART_1 -----------------------------------! ! ! ****** Ground Part ****** ! part modify rigid_body name_and_position & part_name = ground & new_part_name = PART_1 ! defaults model & part_name = PART_1 ! defaults coordinate_system & default_coordinate_system = .IK_301.PART_1 ! ! ****** Markers for current part ****** ! marker create & Prilozi 232 marker_name = .IK_301.PART_1.MARKER_875 & adams_id = 875 & location = 0.0, 0.0, 0.35 & orientation = 180.0d, 90.0d, 180.0d ! marker create & marker_name = .IK_301.PART_1.MARKER_873 & adams_id = 873 & location = 0.0, 0.0, 2.15 & orientation = 180.0d, 90.0d, 180.0d ! marker create & marker_name = .IK_301.PART_1.MARKER_879 & adams_id = 879 & location = 5.65, 0.0, 0.25 & orientation = 180.0d, 90.0d, 180.0d ! marker create & marker_name = .IK_301.PART_1.MARKER_877 & adams_id = 877 & location = 5.65, 0.0, 2.25 & orientation = 180.0d, 90.0d, 180.0d ! part attributes & part_name = .IK_301.PART_1 & name_visibility = off & size_of_icons = 0.2 ! !--------------------------------- karoserija ---------------------------------! ! defaults coordinate_system & default_coordinate_system = .IK_301.PART_1 ! part create rigid_body name_and_position & part_name = .IK_301.karoserija & adams_id = 2 & location = 0.0, 0.4, -2.6066184E-002 & orientation = 0.0d, 0.0d, 0.0d ! defaults coordinate_system & default_coordinate_system = .IK_301.karoserija ! ! ****** Markers for current part ****** ! marker create & marker_name = .IK_301.karoserija.MARKER_507 & adams_id = 507 & location = 0.0, 0.93, 1.976066184 & orientation = 0.0d, 0.0d, 0.0d ! marker attributes & marker_name = .IK_301.karoserija.MARKER_507 & name_visibility = off ! marker create & marker_name = .IK_301.karoserija.MARKER_17 & adams_id = 17 & Prilozi 233 comments = " 'MAR17' cm. marker za Part2" & location = 1.98, 0.677, 1.302066184 & orientation = 0.0d, 0.0d, 0.0d ! orientation = 0.0d, 0.0d, 0.0d ! part create rigid_body mass_properties & part_name = .IK_301.karoserija & mass = 7193.0 & center_of_mass_marker = .IK_301.karoserija.MARKER_17 & ixx = 1.3E+004 & iyy = 1.5E+005 & izz = 1.4E+005 & ixy = 0.0 & izx = 0.0 & iyz = 0.0 ! … ... ! ! ****** Graphics for current part ****** ! geometry create shape block & block_name = .IK_301.karoserija.BOX_1 & adams_id = 1 & comments = & " 'GRAPH1' za telo karoserije ( x,y,z - koordinate za gornji desni ugao karoserije na prednjoj strani )" & corner_marker = .IK_301.karoserija.MARKER_1 & diag_corner_coords = 11.862, 2.9, 2.5 ! part attributes & part_name = .IK_301.karoserija & name_visibility = off & transparency = 71 & size_of_icons = 0.2 ! !------------------------------- zadnja_osovina -------------------------------! ! defaults coordinate_system & default_coordinate_system = .IK_301.PART_1 ! part create rigid_body name_and_position & part_name = .IK_301.zadnja_osovina & adams_id = 3 & comments = "IM=16" & location = 0.0, 0.6, 1.25 & orientation = 0.0d, 0.0d, 0.0d & exact_coordinates = X, Y ! defaults coordinate_system & default_coordinate_system = .IK_301.zadnja_osovina ! ! ****** Markers for current part ****** ! marker create & marker_name = .IK_301.zadnja_osovina.MARKER_508 & Prilozi 234 adams_id = 508 & location = 0.0, 0.2, 0.7 & orientation = 0.0d, 0.0d, 0.0d ! … ... ! part create rigid_body mass_properties & part_name = .IK_301.zadnja_osovina & mass = 1356.0 & center_of_mass_marker = .IK_301.zadnja_osovina.MARKER_16 & ixx = 4668.243448 & iyy = 5.212871851E+004 & izz = 5.212871851E+004 & ixy = 0.0 & izx = 0.0 & iyz = 0.0 ! …. …. …. Biografija autora 235 Biografija autora Dragan S. Sekulić je rođen 08. januara 1976. godine u Loznici, gde je završio osnovnu školu i gimnaziju sa odličnim i vrlodobrim uspehom. Saobraćajni fakultet Univerziteta u Beogradu upisao je školske 1995/1996, Odsek za drumski i gradski saobraćaj i transport. Diplomski rad pod naslovom ”Kampanje u bezbednosti saobraćaja” odbranio je krajem maja 2002. godine. Posle završenih studija proveo je godinu dana u SAD radi usavršavanja Engleskog jezika, a posle povratka u zemlju odslužio je vojni rok. Decembra 2003. upisao je poslediplomske studije na Saobraćajnom fakultetu u Beogradu, grupa ”Preventiva i bezbednost u drumskom saobraćaju i transportu”. Od juna 2005 godine zaposlen je na Saobraćajnom fakultetu u Beogradu na radnom mestu asistenta-pripravnika na predmetima ”Dinamika vozila” i ”Vozna dinamika”, Katedre za drumska vozila i dinamiku vozila. Prema Statutu Saobraćajnog fakulteta i Pravilniku doktorskih akademskih studija, školske 2008/2009. godine, upisuje se na doktorske akademske studije na Saobraćajnom fakultetu u Beogradu. Izabran je u zvanje asistenta 2009. godine. Na osnovnim studijama angažovan je za realizaciju vežbi na predmetima ”Vozna dinamika” (DGST-bezbednost drumskog saobraćaja i DGST-saobraćaj). Na master studijama angažovan je za realizaciju vežbi na predmetu ”Dinamika vozila - odabrana poglavlja”. Autor je i koautor više radova objavljenih u naučno stručnim časopisima, na domaćim i međunarodnim naučnim skupovima. Član je autorskog tima više studija i projekata. Izjava o autorstvu Potpisani-a Dragan S. Sekulić broj indeksa D-II-21/08 Izjavljujem da je doktorska disertacija pod naslovom • rеzultаt sоpstvеnоg istrаživаčkоg rаdа, “ISTRAŽIVANJE OSCILATORNOG KOMFORA PUTNIKA U AUTOBUSU SA ASPEKTA POLOŽAJA I KVALITETA SEDIŠTA“ • dа prеdlоžеnа disеrtаciја u cеlini ni u dеlоvimа niје bilа predložena zа dоbiјаnjе bilо kоје diplоmе prеmа studiјskim prоgrаmimа drugih visokoškolskih ustаnоvа, • dа su rеzultаti kоrеktnо nаvеdеni i • dа nisаm kršiо/lа аutоrskа prаvа i kоristiо intеlеktuаlnu svојinu drugih licа. Pоtpis dоktоrаndа U Bеоgrаdu, 14.04.2013. _________________________ Izјаvа o istоvеtnоsti štаmpаnе i еlеktrоnskе vеrziје dоktоrskоg rаdа Imе i prеzimе аutоrа Dragan S. Sekulić Brој indеksа D-II-21/08 Studiјski prоgrаm Saobraćaj Nаslоv rаdа “ISTRAŽIVANJE OSCILATORNOG KOMFORA PUTNIKA U AUTOBUSU SA ASPEKTA POLOŽAJA I KVALITETA SEDIŠTA“ Меntоr Prof. dr Srđan L. Rusov Pоtpisаni Pоtpis dоktоrаndа U Bеоgrаdu, Dragan S. Sekulić Izјаvlјuјеm dа je štampana vеrziја mоg dоktоrskоg rаdа istоvеtnа еlеktrоnskој vеrziјi kојu sаm prеdао/lа zа оbјаvlјivаnjе nа pоrtаlu Digitаlnоg rеpоzitоriјumа Univеrzitеtа u Bеоgrаdu. Dоzvоlјаvаm dа sе оbјаvе moji lični pоdаci vеzаni zа dоbiјаnjе аkаdеmskоg zvаnjа dоktоrа nаukа, kао štо su imе i prеzimе, gоdinа i mеstо rođenja i dаtum оdbrаnе rаdа. Ovi lični podaci mogu se objaviti na mrežnim strаnicаmа digitаlnе bibliоtеkе, u еlеktrоnskоm kаtаlоgu i u publikаciјаmа Univеrzitеtа u Bеоgrаdu. 14.04.2013. _________________________ Izјаvа о kоrišćеnju Оvlаšćuјеm Univеrzitеtsku bibliоtеku „Svеtоzаr Marković“ dа u Digitаlni rеpоzitоriјum Univеrzitеtа u Bеоgrаdu unеsе mојu dоktоrsku disеrtаciјu pоd nаslоvоm: 1. Аutоrstvо “ISTRAŽIVANJE OSCILATORNOG KOMFORA PUTNIKA U AUTOBUSU SA ASPEKTA POLOŽAJA I KVALITETA SEDIŠTA“ kоја је mоје аutоrskо dеlо. Disеrtаciјu sа svim prilоzimа prеdао/lа sаm u еlеktrоnskоm fоrmаtu pоgоdnоm zа trајnо аrhivirаnjе. Мојu dоktоrsku disеrtаciјu pоhrаnjеnu u Digitаlni rеpоzitоriјum Univеrzitеtа u Bеоgrаdu mоgu dа kоristе svi kојi poštuju оdrеdbе sаdržаnе u оdаbrаnоm tipu licеncе Krеаtivnе zајеdnicе (Creative Commons) zа kојu sаm sе оdlučiо . 2. Аutоrstvо – nеkоmеrciјаlnо 3. Аutоrstvо – nеkоmеrciјаlnо – bеz prеrаdе 4. Аutоrstvо – nеkоmеrciјаlnо – dеliti pоd istim uslоvimа 5. Аutоrstvо – bеz prеrаdе 6. Аutоrstvо – dеliti pоd istim uslоvimа Pоtpis dоktоrаndа U Bеоgrаdu, 14.04.2013. _________________________ 1. Autorstvo - Dozvoljavate umnožavanje, distribuciju i javno saopštavanje dela, i prerade, ako se navede ime autora na način određen od strane autora ili davaoca licence, čak i u komercijalne svrhe. Ovo je najslobodnija od svih licenci. 2. Autorstvo – nekomercijalno. Dozvoljavate umnožavanje, distribuciju i javno saopštavanje dela, i prerade, ako se navede ime autora na način određen od strane autora ili davaoca licence. Ova licenca ne dozvoljava komercijalnu upotrebu dela. 3. Autorstvo - nekomercijalno – bez prerade. Dozvoljavate umnožavanje, distribuciju i javno saopštavanje dela, bez promena, preoblikovanja ili upotrebe dela u svom delu, ako se navede ime autora na način određen od strane autora ili davaoca licence. Ova licenca ne dozvoljava komercijalnu upotrebu dela. U odnosu na sve ostale licence, ovom licencom se ograničava najveći obim prava korišćenja dela. 4. Autorstvo - nekomercijalno – deliti pod istim uslovima. Dozvoljavate umnožavanje, distribuciju i javno saopštavanje dela, i prerade, ako se navede ime autora na način određen od strane autora ili davaoca licence i ako se prerada distribuira pod istom ili sličnom licencom. Ova licenca ne dozvoljava komercijalnu upotrebu dela i prerada. 5. Autorstvo – bez prerade. Dozvoljavate umnožavanje, distribuciju i javno saopštavanje dela, bez promena, preoblikovanja ili upotrebe dela u svom delu, ako se navede ime autora na način određen od strane autora ili davaoca licence. Ova licenca dozvoljava komercijalnu upotrebu dela. 6. Autorstvo - deliti pod istim uslovima. Dozvoljavate umnožavanje, distribuciju i javno saopštavanje dela, i prerade, ako se navede ime autora na način određen od strane autora ili davaoca licence i ako se prerada distribuira pod istom ili sličnom licencom. Ova licenca dozvoljava komercijalnu upotrebu dela i prerada. Slična je softverskim licencama, odnosno licencama otvorenog koda.