Добавить в закладки Подписаться на новости
Евгений Дитрих Евгений Дитрих, министр транспорта Российской Федерации:

«Цифровая модель городского пассажирского транспорта, мне кажется, одна из основных инструментальных возможностей, которые мы должны предоставить. За этим – будущее».

Выставки и конференции >

Еще мероприятия

BIM заменяет «бам»

BIM заменяет «бам»

Краш-тесты элементов дорожного обустройства дешевле проводить виртуально.

BIM-технологии открывают возможности для проведения виртуальных испытаний элементов дорожного обустройства, что позволяет экономить при проектировании объектов транспортной инфраструктуры в 6-8 раз.

Об этом заявила заведующая кафедры «Строительная механика» Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ) Ирина Демьянушко, выступая на круглом столе «Транспортное планирование и моделирование» 1-го Международном форуме транспортной инфраструктуры, проходившем с 27 по 30 ноября 2018 года в Санкт-Петербурге.

Кафедрой «Строительная механики», Институтом механики и МИП НИИ «Институт механики и программ качества» разработана идеология виртуальных испытаний и цифрового анализа.

«Мы рассматриваем практически весь перечень элементов дорожного обустройства.  Если коротко – все, что стоит на дороге. «И саму дорогу, кстати, тоже», – сказала она, – Дорожные ограждения, всевозможные опоры – опоры рекламные и дорожных знаков, антивандальные системы, – все, что нужно испытывать на пассивную безопасность».

Краш-тест: цифровой и натурный

«Ни в каких документах не говорится, когда можно проводить виртуальные испытания, а когда нужно проводить исключительно натурные испытания, – продолжает Ирина Демьянушко. – Мы подготовили список документов, определяющих область, где можно проводить виртуальные испытания. Разработали стандарт организации, включающий в себя методику виртуальных испытаний элементов дорожного обустройства».

Виртуально воспроизводится краш-ситуации, то есть столкновение транспортного средства с элементами дорожного обустройства. Используются современные программные комплексы динамического анализа высокоскоростных процессов, основанных на методе конечных элементов. Процесс наезда – очень высокоскоростной, сама процедура столкновения длится примерно 300-400 миллисекунд, за это время происходит деформация и ограждения, и самого транспортного средства.  Требования к моделям очень высокие, поскольку решается нелинейная задача, нелинейная геометрически и физически, и она высокоскоростная. «Если бы не цифровые технологии, ее решить было бы невозможно – еще несколько лет назад такая задача вообще не решалась», – подчеркнула Ирина Демьянушко.

Не следует полагать, будто виртуальными испытаниями мы полностью заменяем натурные испытания, продолжает она. Однако натурное испытание – затратное мероприятие, а виртуальное – дешевле в 6-8 раз. Ровно на столько уменьшились затраты предприятий, производителей элементов дорожного обустройства, и это можно считать элементом цифровой экономики.

Валидация результатов

Сравнение результатов натурных и виртуальных испытаний, то есть валидация расчетных моделей, требует довольно сложных расчетов. Необходимо учесть и упругопластическое деформирование, и характеристики материалов при высоких скоростях, и время контакта транспортного средства с элементами дорожного обустройства. Пришлось провести значительное количество натурных и стендовых испытаний, испытаний материалов, чтобы обеспечить сходимость натурных и виртуальных испытаний. Такая работа позволила создать соответствующие стандарты.

«Мы провели 650 сертификационных виртуальных испытаний, позволяющих предприятиям вместе с натурными испытаниями представить данные для получения сертификата для своих изделий», – сказала в своем выступлении Ирина Демьянушко. Большое количество моделей и конструктивов получили предприятия дорожной отрасли благодаря виртуальному испытанию и виртуальному анализу.

Преимущества такого подхода в том, что осуществляется подробная визуализация самого процесса наезда, возможность цифрового определения всех характеристик конструкции дорожных ограждений и их поведения в процессе краш-тестов, оценки всех потребительских характеристик дорожных ограждений, оценки поведения самого транспортного средства и нагрузки, падающей на пассажиров во время столкновения.

Набор результатов виртуальных испытаний находится в виде базы данных, они постоянно накапливаются и анализируются.

«Цифра» заменит допуски

При натурных испытаниях разрешаются определенные допуски (по скорости, по массе наезжающего транспортного средства), они есть во всех ГОСТах. Во всех нормативно-технических документах проходит одна и та же линейка допусков. С помощью виртуальных испытаний этот допуск анализируется. Как оказалось, допуски приводят к разночтению, ставящему в тупик и производителей, и заказчиков. Например, заказчик пишет нам в техническом задании на испытании на удерживающую способность барьерного ограждения величину 300 кДж. А на торги выходят предприятия, у которых параметр этот не соблюдается из-за допусков при натурных испытаниях.

«Мы виртуально испытываем любые ограждения любого типа. Мы провели такое количество виртуальных исследований, испытаний и анализа, которое позволило сформировать нам государственный стандарт для нового изделия -  фронтальных ограждений. Стандарт прежде отсутствовал. Мы определяем индекс тяжести травмирования для автомобиля, ускорение центра тяжести, все параметры в самом ограждении при наезде самого транспортного средства, мы получаем картину деформации и процесс разрушения железобетона при наезде на опору освещения», – говорит о возможностях технологий Ирина Демьянушко.

Модель со скоростью звука

Цифровой анализ стал использоваться для решения других задач – при выборе акустических систем, шумопоглощающих устройств. «Мы определяем эффективность таких устройств, позволяя значительно экономить, – так определяет Ирина Демьянушко другое преимущество цифровых технологий. – Сейчас при натурных испытаниях необходимо вначале установить такое устройство. Лишь после этого можно понять, эффективно ли оно, удерживает ли шум. Ставят их сегодня, честно говоря, как попало», – говорит Ирина Демьянушко и продолжает: «Выбор определяют, скорее, эстетические соображения. Мы же сегодня можем моделировать работу такого устройства с достаточной точностью».

Реабилитация шипованной резины

«Существует ошибочная точка зрения, будто колейность образуется от того, что машины ездят на шипах. Ничего подобного, – настаивает Ирина Демьянушко. – Мы провели довольно большой анализ, позволяющий сделать вывод: колейность в большей части (хотя и не полностью) связана с упругопластическим деформированием всей подушки дорожной одежды».

Точность любит «цифру»

«Моделирование – инструмент, позволяющий решать многие задачи. Мы можем моделировать достаточно точно: сходимость результатов виртуального краш-теста и натурных испытаний составляет 95 процентов», – заключила доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки и техники РФ Ирина Демьянушко.

Источник фото: МАДИ, Росавтодор.

RSS
Новости компаний. Инновации >

Все новости компаний

Автоматизированные предрейсовые и послерейсовые медосмотры водителей

Опросы >

В каком городе Вам было бы интересно проведение Саммита по транспортной безопасности в 2019 году?

голосовать

Все опросы
Взаимодействие >