基于车辆系统动力学的山区公路可变限速理论方法研究

发布时间：2017-05-03 15:15

  本文关键词：基于车辆系统动力学的山区公路可变限速理论方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：山区公路的地形条件复杂多样,随着山区公路通车里程和机动车数量的逐年增长,道路交通事故也在逐年上升,同时群死群伤的特大事故比平原区高得多、严重得多。在山区公路全部交通事故中,车辆的超速行驶是重要诱因之一,而超速行驶造成的道路交通事故中弯道事故占很大比例。因此,山区圆曲线路段的行驶安全是一个急待解决的问题,有必要合理控制速度,保障行车安全；在弯道处限速是提高安全性的重要措施之一。过去研究者主要是从车辆和道路两个方面分别开展限速研究,而车路的相互影响对行车安全起着重要的作用,因此在车辆动力学系统的基础上考虑山区公路的道路条件是解决车辆行驶安全的一个重要方法。本文在着重分析山区公路圆曲线路段限速方法的基础上,提出一种基于车辆系统动力学的不同天气下山区圆曲线路段可变限速方法。运用车辆操纵稳定性原理对车辆在圆曲线上行驶时的运动特性进行了研究,分别对轿车和货车构建耦合DUGOFF非线性轮胎模型的多自由度整车动力学模型。针对两种车型,分别基于整车模型分析道路横向附着系数、超高、圆曲线半径对车辆操纵稳定性指标的影响规律,总结不同天气条件、圆曲线路段几何参数下的最高安全车速。并选择两种广泛使用的限速方法,与本文相同条件下的安全限速进行比较,得出本文使用方法的优越性。本文所采用的动力学仿真法可准确反映公路立体线形、路面附着条件对车辆动力学失稳边界的影响,从而为山区圆曲线路段限速提供可靠的理论依据。可提高山区公路行车安全、有效预防道路交通事故。基于车辆系统动力学的可变限速方法具有一定的创新性,不仅可以为山区道路设计提供理论参考,同时也为山区道路车辆行驶安全预警的开发提供理论支撑,对保障山区道路行车安全具有一定的现实意义。
【关键词】：山区公路 车辆系统动力学 圆曲线 可变限速
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U461;U492.8
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• Abstract9-16
• 第一章 绪论16-24
• 1.1 研究背景16-17
• 1.2 国内外研究现状17-22
• 1.2.1 可变限速研究现状17-19
• 1.2.2 车路耦合的虚拟仿真技术研究现状19-22
• 1.2.3 现有研究工作的不足22
• 1.3 研究意义22-23
• 1.4 研究内容23-24
• 第二章 车辆系统动力学24-30
• 2.1 车辆坐标系与运动分解24-25
• 2.2 车辆圆曲线处受力特性分析25-26
• 2.3 非线性轮胎建模26-28
• 2.3.1 轮胎坐标系27
• 2.3.2 轮胎侧偏特性27-28
• 2.4 本章小结28-30
• 第三章 考虑圆曲线和横坡的整车模型构建30-38
• 3.1 轿车的七自由度整车模型构建30-34
• 3.1.1 七自由度整车动力学模型30-32
• 3.1.2 车轮动力学32
• 3.1.3 轮胎垂向载荷32-34
• 3.2 货车的八自由度整车模型构建34-37
• 3.2.1 八自由度整车动力学模型34-35
• 3.2.2 轮胎载荷模型35-36
• 3.2.3 轮胎侧偏角和转向系模型36-37
• 3.3 本章小结37-38
• 第四章 可变限速仿真参数设计38-45
• 4.1 车辆稳定性指标38-40
• 4.1.1 横摆角速度和质心侧偏角38-39
• 4.1.2 侧向加速度39-40
• 4.1.3 前轮侧偏角和侧倾角速度40
• 4.2 山区圆曲线路段参数40-42
• 4.2.1 圆曲线半径40-41
• 4.2.2 路面超高41
• 4.2.3 路面横向附着系数41-42
• 4.3 轿车和货车的结构参数42-44
• 4.4 本章小结44-45
• 第五章 可变限速仿真分析45-70
• 5.1 可变限速仿真分析步骤45
• 5.2 轿车动力学仿真45-56
• 5.2.1 轿车仿真结构图45-51
• 5.2.2 轿车仿真结果分析51-56
• 5.3 货车动力学仿真56-67
• 5.3.1 货车仿真结构图56-62
• 5.3.2 货车仿真结果分析62-67
• 5.4 轿车和货车动力学仿真比较67-69
• 5.5 本章小结69-70
• 第六章 可变限速的三种方法70-77
• 6.1 运行速度法70-71
• 6.2 侧滑极限速度法71-72
• 6.3 动力学仿真法72-73
• 6.4 三种方法的比较73-76
• 6.5 本章小结76-77
• 第七章 总结与展望77-79
• 7.1 总结77
• 7.2 展望77-79
• 参考文献79-84
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况84

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本文编号：343261