Title
Razvoj modela za ocenu oscilatorne udobnosti vozila
Creator
Mačužić Saveljić, Slavica, 1989-
CONOR:
24052071
Copyright date
2022
Object Links
Select license
Autorstvo-Bez prerade 3.0 Srbija (CC BY-ND 3.0)
License description
Dozvoljavate umnožavanje, distribuciju i javno saopštavanje dela, bez promena, preoblikovanja ili upotrebe dela u svom delu, ako se navede ime autora na način odredjen od strane autora ili davaoca licence. Ova licenca dozvoljava komercijalnu upotrebu dela. Osnovni opis Licence: http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/rs/deed.sr_LATN Sadržaj ugovora u celini: http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/rs/legalcode.sr-Latn
Language
Serbian
Cobiss-ID
Inventory ID
D-3619
Theses Type
Doktorska disertacija
description
Datum odbrane: 04.07.2023.
Other responsibilities
Academic Expertise
Tehničko-tehnološke nauke
University
Univerzitet u Kragujevcu
Faculty
Fakultet inženjerskih nauka
Alternative title
Development of a model for oscillatory vehicle comfort assessment
Publisher
[S. D. Mačužić Saveljić]
Format
XVII, 195 listova
Abstract (sr)
Oscilatorna udobnost vozila, kao kompleksan problem, poslednjih nekoliko decenija
privlači pažnju velikog broja istraživača. Razvojem industrijskih mašina i
motornih vozila, počela su proučavanja negativnog uticaja dejstva vibracija na telo
čoveka. Dugotrajno izlaganje vibracijama u različitim pravcima delovanja,
frekvenciji ili amplitudi, prvo počinje malom neudobnošću, a kasnije dovodi do
smanjenja radne sposobnosti i ugrožavanja zdravlja. Biodinamička istraživanja
ponašanja tela čoveka, pored subjektivnih metoda, imaju veoma važnu ulogu u analizi
i predviđanju oscilatorne udobnosti vozila. Ova istraživanja su veoma korisna, jer s
jedne strane omogućavaju formiranje biodinamičkih modela, dok sa druge strane
omogućavaju analizu vibracija koje se prenose na telo vozača i putnika.
Biodinamička funkcija frekventnog odziva sedište-glava STHT (eng. Seat-to-head
transmissibility - STHT) opisuje meru prenetih vibracija kroz telo vozača i kao takva je
korišćena kao objektivan pokazatelj oscilatorne udobnosti. U okviru sprovedenih
istraživanja, a u cilju generisanja slučajnih širokopojasnih vibracija, korišćen je
hidraulički pulzator. Ispitanici (20 muškaraca i 10 žena) su bili izloženi
slučajnim širokopojasnim vibracijama celog tela u pravcu jedne ose (podužno ili
vertikalano) i u pravcu više osa (istovremeno u podužnom i vertikalnom pravcu).
Amplitude pobude su varirane (0,45 m/s2
; 0,8 m/s2 i 1,1 m/s2
r.m.s. - efektivna
vrednost) u frekventnom opsegu 0,1 Hz - 20 Hz. Proučavan je uticaj promena uglova
nagiba naslona sedišta (90°, 100° i 110°) na STHT odziv tela čoveka. Dobijene
funkcije frekventnog odziva tela pomogle su u identifikaciji relevantnih faktora
koji imaju najveći uticaj na oscilatornu udobnost vozača.
Na osnovu dobijenih eksperimentalnih rezultata formiran je model za ocenu
oscilatorne udobnosti vozila pomoću rekurentnih neuronskih mreža. Model uzima u
obzir pol, antropometrijske karakteristike ispitanika, karakteristike pobude
(amplitudu, frekventni opseg i pravac dejstva), kao i uslove sedenja. Koeficijent
korelacije između eksperimentalnih rezultata i rezultata modela neuronske mreže je
bio preko 98% u sve tri faze (treninga, validacije i testiranja). Prednost ovakvog
modela je u tome što, na bazi velikog broja podataka kojim je model obučen, on ima
mogućnost da predvidi funkciju frekventnog odziva tela čoveka za bilo koju vrednost
amplitude, pravca pobude i ugla nagiba naslona sedišta i da na osnovu efektivnih
vrednosti ponderisanog ubrzanja (primenom standarda SRPS ISO 2631–1:2014), izvrši
ocenu oscilatorne udobnosti ispitanika.
Abstract (en)
Oscillating vehicle comfort, as a complex problem, has attracted the attention of a large number
of researchers in the last few decades. The development of industrial machines and motor
vehicles has begun to study the negative impact of vibrations on the human body. Prolonged
exposure to vibrations in different directions of action, frequency, or intensity, first begins with
a small discomfort and later leads to a decrease in work ability and endangering health.
Biodynamic studies of human body behavior, exposed to whole body vibration, in addition to
subjective methods, have a very important role in analyzing and predicting the oscillatory
comfort of vehicles. These researches are very useful, because on the one hand they enable the
formation of biodynamic models, while on the other hand they enable the analysis of vibrations
transmitted to the body of the driver and passengers.
The biodynamic seat-to-head transfer function (STHT) describes a measure of transmitted
vibrations through the driver's body and as such has been used as an objective indicator of
oscillatory comfort. A hydraulic pulsator was used in order to cause random wide-band
vibrations. Subjects (20 men and 10 women) were exposed to random broadband broadband
vibrations to single axis (fore-and-aft or and vertical) and to multi-axis (simultaneously foreand-aft and vertical). Excitation amplitudes were varied (0,45 m/s2
, 0,8 m/s2
and 1,1 m/s2
r.m.s.
– root mean square) in the frequency range 0,1 - 20 Hz. Тhe influence of changes in the angle
of inclination of the seat back (90°, 100° and 110°) on the STHT response of the human body
was studied. The obtained frequency response functions of the body helped to identify the
relevant factors that have the greatest influence on the oscillatory comfort of the driver.
Based on the obtained experimental results, a model for evaluating the oscillatory comfort of
the vehicle using recurrent neural networks was created. The model takes into account the
gender, anthropometric characteristics of the subjects, characteristics of excitation: amplitude,
frequency range and direction of vibration, as well as sitting conditions. The correlation
coefficient between experimental results and neural network model was over 98% in all three
phases (training, validation, testing). The advantage of such a model is that, on the basis of a
large amount of data with which the model is trained, it has the ability to predict the frequency
response function of the human body for any value of the amplitude and direction of excitation,
the angle of the seat back and the basis of the effective values of the weighted acceleration
(using the standard SRPS ISO 2631–1:2014), evaluate the subject's oscillatory comfort.
Authors Key words
vibracije celog tela, funkcija frekventnog odziva sedište-glava,
oscilatorna udobnost vozila, veštačka neuronska mreža
Authors Key words
whole body vibration, seat-to-head transfer function, oscillatory vehicle comfort,
artificial neural network
Classification
629.015:534.17(043.3)
Type
Tekst
Abstract (sr)
Oscilatorna udobnost vozila, kao kompleksan problem, poslednjih nekoliko decenija
privlači pažnju velikog broja istraživača. Razvojem industrijskih mašina i
motornih vozila, počela su proučavanja negativnog uticaja dejstva vibracija na telo
čoveka. Dugotrajno izlaganje vibracijama u različitim pravcima delovanja,
frekvenciji ili amplitudi, prvo počinje malom neudobnošću, a kasnije dovodi do
smanjenja radne sposobnosti i ugrožavanja zdravlja. Biodinamička istraživanja
ponašanja tela čoveka, pored subjektivnih metoda, imaju veoma važnu ulogu u analizi
i predviđanju oscilatorne udobnosti vozila. Ova istraživanja su veoma korisna, jer s
jedne strane omogućavaju formiranje biodinamičkih modela, dok sa druge strane
omogućavaju analizu vibracija koje se prenose na telo vozača i putnika.
Biodinamička funkcija frekventnog odziva sedište-glava STHT (eng. Seat-to-head
transmissibility - STHT) opisuje meru prenetih vibracija kroz telo vozača i kao takva je
korišćena kao objektivan pokazatelj oscilatorne udobnosti. U okviru sprovedenih
istraživanja, a u cilju generisanja slučajnih širokopojasnih vibracija, korišćen je
hidraulički pulzator. Ispitanici (20 muškaraca i 10 žena) su bili izloženi
slučajnim širokopojasnim vibracijama celog tela u pravcu jedne ose (podužno ili
vertikalano) i u pravcu više osa (istovremeno u podužnom i vertikalnom pravcu).
Amplitude pobude su varirane (0,45 m/s2
; 0,8 m/s2 i 1,1 m/s2
r.m.s. - efektivna
vrednost) u frekventnom opsegu 0,1 Hz - 20 Hz. Proučavan je uticaj promena uglova
nagiba naslona sedišta (90°, 100° i 110°) na STHT odziv tela čoveka. Dobijene
funkcije frekventnog odziva tela pomogle su u identifikaciji relevantnih faktora
koji imaju najveći uticaj na oscilatornu udobnost vozača.
Na osnovu dobijenih eksperimentalnih rezultata formiran je model za ocenu
oscilatorne udobnosti vozila pomoću rekurentnih neuronskih mreža. Model uzima u
obzir pol, antropometrijske karakteristike ispitanika, karakteristike pobude
(amplitudu, frekventni opseg i pravac dejstva), kao i uslove sedenja. Koeficijent
korelacije između eksperimentalnih rezultata i rezultata modela neuronske mreže je
bio preko 98% u sve tri faze (treninga, validacije i testiranja). Prednost ovakvog
modela je u tome što, na bazi velikog broja podataka kojim je model obučen, on ima
mogućnost da predvidi funkciju frekventnog odziva tela čoveka za bilo koju vrednost
amplitude, pravca pobude i ugla nagiba naslona sedišta i da na osnovu efektivnih
vrednosti ponderisanog ubrzanja (primenom standarda SRPS ISO 2631–1:2014), izvrši
ocenu oscilatorne udobnosti ispitanika.
“Data exchange” service offers individual users metadata transfer in several different formats. Citation formats are offered for transfers in texts as for the transfer into internet pages. Citation formats include permanent links that guarantee access to cited sources. For use are commonly structured metadata schemes : Dublin Core xml and ETUB-MS xml, local adaptation of international ETD-MS scheme intended for use in academic documents.