Ruban D. Scientific and applied foundations of predictive assessment and formation of the bus body resource
Українська версіяThesis for the degree of Doctor of Science (DSc)
State registration number
0524U000056
Applicant for
Specialization
- 05.22.02 - Автомобілі та трактори
14-03-2024
Specialized Academic Board
Д 35.052.20
Lviv Polytechnic National University
Essay
Dissertation for the doctor’s degree of technical sciences in the specialty 05.22.02 ‘Cars and Tractors’ – Lviv National Environmental University of the Ministry of Education and Science of Ukraine; Lviv Polytechnic National University of the Ministry of Education and Science of Ukraine, Lviv, 2024. The dissertation is dedicated to the elaboration of methods for ensuring the required level of strength characteristics of body frames in general under the conditions of corrosion and fatigue strength during operation at the stage of design and production of buses and elaboration of technical control methods of the body's compliance during operation with regulatory requirements of passive safety (as a condition for admission to further operation in the public transport system). During forming critical service life of buses, it was established that the main component limiting the life of the bus is its body, the malfunction of which requires immediate repair. It was also established that buses continue to operate without visual damage, even though the characteristics of the frame material in the process of degradation no longer provide proper body strength. Developed methodology for assessing the compliance of the body structure with the regulatory requirements of passive safety during regular technical controls during operation which allows to supplement items to State Standard of Ukraine 3649: 2010 that meet the requirements of the common European practice. The developed method of predictive calculation of the bus body life during operation, taking into account the driving conditions and the effects of corrosion and fatigue strength, allows to calculate the life of bus bodies of carring structure and on the frame chassis. The model was developed to fully take into account the realities of operation. This model describes the transfer of jolts to the bus body from the microprofile of the road through damping and elastic elements of suspensions and tires. The model also takes into account suspension breakdowns, corrosion dependence on operating conditions, passenger loading, and bus speed. The developed model was tested for adequacy by comparison with the results obtained during the operation of buses on real routes. The simulation of the parameters of the durability of the bus in the selected conditions is carried out. The minimum mileage to the destruction of the side members of the frame of the base of the bus body was 57523 km with a half-fold overload of passengers and the movement of the bus on the pavement of poor quality. The maximum mileage to the destruction of the side members of the frame of the base of the bus body was 1289315 km when transporting only sitting passengers and the movement of the bus on a road with asphalt concrete pavement. The durability of the bus body on the frame chassis was assessed using simulation computer modeling, which is in the range of 5 to 11 years, depending on the operating conditions. It was established that the frame has 1.5 – 1.8 times greater durability than the body frame. The study of the physical and mechanical properties of the frame elements of the bus body with an eight-year service life was carried out and, based on the experimental data obtained, the body of an eight-year-old bus was checked for compliance with passive safety conditions under the requirements of UNECE Rules № 66 by simulation methods and it was found that the deformation of the struts exceeds the permissible value by 2.21 – 3.81 times, which indicates the inadmissibility of its further operation. Three possible options for improving the technology of manufacturing bus bodies in the aspect of corrosion and durability, using modern progressive materials and adhesives are proposed. Adhesive mixtures with gluing surfaces were tested relative to their adhesive properties, which allowed further introduction into production, under the condition of reliability and durability in the aging process. Recommendations are developed to increase the durability of the bus body during operation. The theoretical foundations of the formation of rational service life from conditions of minimization of total costs are developed. Keywords: bus, bus body, durability, resource assessment, simulation modeling, resource formation, corrosion protection, passive safety, new technologies.
Research papers
1. Ruban D., Kraynyk L., Ruban H., Sosyk A., Shcherbyna A., Dudarenko O., Artyukh A. Forecasting the durability of public transport bus bodies depending on operating conditions. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2021. 4/1 (112). Р. 26–33. (Scopus, Q3).
2. Ruban D., Kraynyk L., Ruban H., Zakharova M., Burmistrov S., Khotunov V., Metelap V. Development of bus body technologies in terms of corrosion and durability. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2022. 3/1 (117). Р. 67–75. (Scopus, Q3).
3. Ruban D., Kraynyk L., Ruban H., Hrubel M., Duzhyi R. Babaryha A. Development of technological principles of technical control of bus bodies during operation based on passive safety conditions. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2022. 6/1 (120). Р. 91–100. (Scopus, Q3).
4. Ruban D., Kraynyk L., Ruban H., Zakharova M., Metelap V., Khotunov V., Mykhaylyuta S. Devising an approach to assessing the durability of bus body on a frame chassis. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2023. 2 /1 (122). Р. 32–39. (Scopus, Q3).
5. Verbitsky V., Shcherbyna A., Artyukh О., Dudarenko O., Kuzmin V., Ruban D., Fasoliak A. Mathematical modeling of change of the steering wheel toe-in angles when the vehicle moves in a curved direction. International Journal on Technical and Physical Problems of Engineering (IJTPE). 2023. 57/15 (4). Р. 344–350. (Scopus, Q3).
6. Огій О. В., Рубан Д. П., Голубов О. С., Підгорний М. В. Комплексний підхід до вирішення питання щодо інтеграції громадського транспорту та міського планування. Технологический аудит и резервы производства. Харьков, 2015. № 5/3 (25). С. 51–54.
7. Рубан Д. П., Крайник Л. В., Грищук О. К. Умови та заходи по підвищенню довговічності кузовів автобусів громадського транспорту під час експлуатації. Вісник Національного транспортного університету. Сер. Технічні науки. Київ, 2021. № 1 (48). С. 293–301.
8. Рубан Д. П., Підгорний М. В., Рубан Г. Я. Застосування електронних систем обстеження пасажиропотоків на міських автобусних маршрутах. Вестник ХНАДУ. Харьков, 2016. № 74. С. 17–20.
9. Рубан Д. П., Рубан Г. Я. Структура парку автобусів громадського транспорту України та аналіз ситуації. Наукові нотатки : міжвуз. зб. Луцьк, 2016. № 55. С. 338–340.
10. Пилипенко О. М., Рубан Д. П., Рубан Г. Я. Обґрунтування раціональної експлуатації та оновлення автобусного парку м. Черкаси. Вісник ЧДТУ : зб. наук. пр. у галузі техн. наук. Черкаси, 2016. № 1. С. 35–40.
11. Рубан Д. П., Рубан Г. Я. Аналіз досліджень з визначення термінів експлуатації автобусів. Вісник Вінницького політехнічного інституту. Вінниця, 2016. № 5(128). С. 105–109.
12. Крайник Л. В., Рубан Д. П., Рубан Г. Я. Оцінка зміни фізико-механічних властивостей елементів каркасу кузова автобуса в процесі експлуатації. Вісник машинобудування та транспорту. Вінниця, 2017. № 1(5). С. 47–52.
13. Крайник Л. В., Рубан Д. П., Рубан Г. Я. Витрати у взаємозв’язку з термінами експлуатації міських автобусів. Вісник Національного університету «Львівська політехніка» : Динаміка, міцність та проектування машин і приладів. Львів, 2017. № 866. С. 162–165.
14. Рубан Д. П., Крайник Л. В. Дослідження зміни структури матеріалу лонжеронів каркасу кузова автобуса в умовах експлуатації. Сучасні технології в машинобудуванні та транспорті : наук. журн. Луцьк, 2017. № 2 (9). С. 139–143.
15. Рубан Д. П., Крайник Л. В. Методологія прогностичної оцінки ресурсної довговічності автобусів. Сучасні технології в машинобудуванні та транспорті : наук. журн. Луцьк, 2018. № 2 (11). С. 117–121.
16. Рубан Д. П., Крайник Л. В., Рубан Г. Я. Оцінка впливу введення площадок низького входу «low-entry» в структуру несівного кузова на ресурсні характеристики автобуса в експлуатації. Автомобильный транспорт. Харьков, 2018. № 43. С. 31–35.
17. Рубан Д. П., Крайник Л. В., Рубан Г. Я. Вдосконалення системи технічного контролю та допуску до експлуатації автобусів громадського транспорту. Автомобіль і електроніка. Сучасні технології. Харків, 2019. № 15. С. 94–99.
18. Рубан Д. П. Вимірювальний комплекс деформацій елементів каркасу кузова автобуса в експлуатаційних умовах. Автомобіль і електроніка. Сучасні технології. Харків, 2020. № 17. С. 27–32.
19. Рубан Д. П. Математична модель прогнозування довговічності кузовів автобусів та перевірка її на адекватність. Вісник Вінницького політехнічного інституту. Вінниця, 2020. № 3 (150). С. 81–89.
20. Рубан Д. П. Дослідження зміни напружень в елементах каркаса кузова автобуса під час експлуатації. Автомобільний транспорт. Харків, 2020. № 46. С. 27–32.
21. Рубан Д. П. , Крайник Л. В., Рубан Г. Я. Прогнозування довговічності лонжеронів каркасу основи автобуса в проблемних місцях. Технічна інженерія. Житомир, 2020. № 2 (86). С. 18–23.
22. Рубан Д. П., Крайник Л. В., Крайник Ю. Л., Дзьоба В. В. Технологічні засади забезпечення довговічності кузовів автобусів у процесі виробництва. Вісник машинобудування та транспорту. Вінниця, 2020. № 2 (12). С. 106–111.
23. Ruban D. P., Kraynyk L. V. Estimation of the regulated term of exploitation of busses from terms of accordance to norms of passive safety as a result of corrosion and tireless durability of basket. Systemy I Środki transportu samochodowego. Ser. : Transport – Rzeszów, Monografia. 2017. Nr. 10, P. 95-100.
24. Рубан Д. П. Експрес оцінка відповідності кузова автобуса вимогам пасивної безпеки в експлуатації. Проблеми i перспективи розвитку автомобільного транспорту : матеріали Х міжнар. наук.-техн. інтернет-конф. Вінниця, 2022. С. 256–258.
25. Крайник Л. В., Рубан Д. П., Рубан Г. Я. Аналіз тенденцій розвитку пасажирських автобусних перевезень України та країн СНД. Автобусобудування та пасажирські перевезення в Україні : тези доп.: матеріали 2-ї Всеукр. наук.-практ. конф. Львів, 2016. С. 105–108.
26. Рубан Д. П., Рубан Г. Я. Існуючі дослідження по визначенню термінів експлуатації автобусів. Проблеми і перспективи розвитку автомобільного транспорту : матеріали IV міжнар. наук.-практ. інтернет-конф. Вінниця, 2016. С. 88–92.
27. Рубан Д. П., Рубан Г. Я., Підгорний М. В. Застосування електронних систем обстеження пасажиропотоків на міських автобусних маршрутах. Новітні шляхи створення, експлуатації, ремонту і сервісу автомобілів : зб. наук. пр. Миколаїв – Коблево, 2016. С. 98–102.
28. Рубан Д. П., Рубан Г. Я. Особливості антикорозійного захисту кузовів автобусів підчас експлуатації. Новітні технології в автомобілебудуванні, транспорті та при підготовці фахівців : наук. пр. міжнар. наук.-практ. та наук.-метод. конф., присвяч. 85-річчю кафедри автомобілів та 100-річчю з Дня народж. проф. А. Б. Гредескула, 20–21 жовт. 2016 р. Харків, 2016. С. 120–121.
29. Крайник Л. В., Рубан Д. П., Рубан Г. Я. Оцінка фізико-механічних властивостей елементів каркасу кузова автобуса залежно від терміну експлуатації. Проблеми і перспективи розвитку автомобільного транспорту : матеріали V міжнар. наук.-практ. інтернет-конф. Вінниця, 2017. С. 60–64.
30. Крайник Л. В., Рубан Д. П., Рубан Г. Я. Витрати у взаємозв’язку з термінами експлуатації міських автобусів. Проблеми з транспортними потоками і напрями їх розв’язання : ІІ Всеукр. наук.-теорет. конф., 16–18 берез. 2017 р. : тези доп. Львів, 2017. С. 40–42.
31. Рубан Д. П., Крайник Л. В. Структура комп’ютерного моделювання – оцінювання ресурсу кузова автобуса з умов втомної міцності та корозії. 13-й міжнародний симпозіум українських інженерів-механіків у Львові : матеріали симпозіуму. Львів, 2017. С. 119–120.
32. Рубан Д. П., Крайник Л. В. Дослідження зміни структури матеріалу лонжеронів каркасу кузова автобуса в умовах експлуатації. Сучасні технології та перспективи розвитку автомобільного транспорту : матеріали Х міжнар. наук.-практ. конф. Вінниця, 2017. С.151–153.
33. Рубан Д. П., Рубан Г. Я., Осадчий В. П. Обґрунтування доцільності оновлення автобусного парку України. Новітні шляхи створення, експлуатації, ремонту і сервісу автомобілів : зб. наук. пр. Миколаїв – Коблево, 2017. С. 49–50.
34. Рубан Д. П., Рубан Г. Я. Причини виникнення несправностей підчас гарантійного обслуговування автобусів громадського транспорту Автомобільний транспорт і автомобілебудування. Новітні технології і методи підготовки фахівців : наук. пр. міжнар. наук.-практ. конф., 19–20 жовт. 2017 р. Харків, 2017. С. 130–131.
35. Рубан Д. П., Крайник Л. В., Рубан Г. Я. Оцінка впливу корозії автобуса на фізичну міцність несівних елементів. Проблеми і перспективи розвитку автомобільного транспорту : матеріали VІ міжнар. наук.-практ. інтернет-конф. Вінниця, 2018. С. 157–167.
36. Крайник Л. В., Рубан Д. П., Рубан Г. Я. Пропозиції щодо обов’язкового періодичного технічного контролю та допуску до експлуатації автобусів громадського транспорту. Автобусобудування та пасажирські перевезення в Україні. Третя всеукр. наук.-практ. конф. : тези доповідей. Львів, 2018. С. 3–5.
37. Рубан Д. П. Математична модель прогнозування довговічності кузовів автобусів. Новітні шляхи створення, експлуатації, ремонту і сервісу автомобілів : зб. наук. пр. Миколаїв – Коблево, 2018. С. 54–56.
38. Рубан Д. П., Крайник Л. В., Рубан Г. Я. Оцінка впливу введення площадок низького входу «low-entry» в структуру несівного кузова на ресурсні характеристики автобуса в експлуатації. Новітні технології розвитку автомобільного транспорту : наук. пр. міжнар. наук.-практ. конф., 16–19 жовт. 2018 р. Харків, 2018. С. 66–69.
39. Рубан Д. П., Крайник Ю. Л., Дзьоба В. В. Нові технології у виробництві кузовів автобусів з умов корозії. Забезпечення функціональної стабільності автомобілів та тракторів : матеріали Всеукр. наук.-практ. семінару, 22 трав. 2019 р. Харків, 2019. С. 33–34.
40. Рубан Д. П., Крайник М. В., Рубан Г. Я. Методологія оцінки безпечності експлуатації кузовів автобуса з умов корозії та втомної міцності. Інноваційні технології розвитку машинобудування та ефективного функціонування транспортних систем : матеріали Всеукр. наук.-техн. інтернет-конф. 2019 р. / Нац. ун-т водного госп.-ва та природокористування. Рівне, 2019. С. 139–140.
41. Рубан Д. П., Крайник Л. В., Рубан Г. Я. Аналіз корозійних пошкоджень кузовів автобусів під час експлуатації. Тези всеукраїнської науково-практичної on-line конференції аспірантів, молодих учених та студентів, присвяченої Дню науки, 11–15 трав. 2020 р. Житомир : Житомир. політехніка, 2020. С. 74.
42. Рубан Д. П., Крайник Л. В., Рубан Г. Я., Крайник М. В. Оцінка пасивної безпеки кузова автобуса під час експлуатації Проблеми i перспективи розвитку автомобільного транспорту : IX міжнар. наук.-техн. інтернет-конф. Вінниця, 2021. С. 229–231.
43. Рубан Д. П., Крайник Л. В., Рубан Г. Я. Особливості технічного контролю кузовів автобусів рамної конструкції. Сучасні технології та перспективи розвитку автомобільного транспорту : матеріали ХІV міжнар. наук.-практ. конф. Вінниця, 2021. С. 195–197.
44. Рубан Д. П., Крайник Л. В., Рубан Г. Я. Оцінка ресурсу кузова автобуса залежно від стану автомобільних доріг. Новітні технології в автомобілебудуванні, транспорті та при підготовці фахівців : наук. пр. міжнар. наук.-практ. конф., присвяч. 90-річчю кафедри автомобілів ім. А. Б. Гредескула Харків. нац. автомоб.-дорож. ун-ту 2021 р. Харків, 2021. С. 269–272.
45. Рубан Д. П, Крайник Л. В., Рубан Г. Я., Курбака Г. В. Державний технічний контроль з урахуванням загальноєвропейської практики вибракування автобусів. Економіко-правова політика в умовах світової кризи: проблеми і шляхи подолання : зб. тез доп. учасників міжнар. наук.-практ. конф. Черкаси, 2021. С. 51–53.
46. Курбака Г. В., Рубан Д. П., Рубан Г. Я. Комплексний підхід при підвищенні екологічної безпеки автомобільного транспорту. Розвиток наукових міжгалузевих досліджень : матеріали наук.-практ. конф., м. Вінниця, 26–27 листоп. 2021 р. Херсон : Молодий вчений, 2021. Ч. 2. С. 84–87.
Files
Similar theses
0523U100051
Korobko Andrii Ivanovich
Scientific and Methodological Principles of Ensuring the Quality of Tractors at the Stages of Production and Operation Using the Partial Acceleration Method
0521U101746
Leontiev Dmytro M
The theoretical foundations of braking multi-axle vehicles with an electro-pneumatic braking system
0521U101591
Tarasov Yurii
Scientific fundamentals of ensuring the technical level of vehicles in the design and modernization
0421U000067
Omelnytskyi Oleg
Imroving the maneuverability and stability of metrobuses
0521U101213
Kozhushko Andrii P.
Dynamic analysis and methods for improving the smoothness of a wheeled tractor when transporting liquid cargo