中置轴汽车列车操纵稳定性及其优化研究

发布时间：2020-06-21 11:12

【摘要】：中置轴汽车列车由牵引车辆和中置轴挂车组成,相较于半挂汽车列车,其载货容积更大、运输成本更低,具有良好的应用前景,但其仍存在甩尾、折叠及横向摆振等复杂的失稳现象。因此,研究并改善中置轴汽车列车的操纵稳定性能对车辆安全行驶具有重要意义。本文首先构建中置轴汽车列车样车模型,仿真分析其在典型工况下的表现。根据中置轴汽车列车的结构特点,利用TruckSim对样车的车体、转向系、动力传动系等子系统进行了建模及仿真,搭建操纵稳定性测试系统对实车进行单车道变换试验,对比仿真与实车结果检验模型的精确度。然后构建稳态回转、蛇形以及转向盘转角阶跃输入和转角脉冲输入试验等典型工况仿真研究样车的操纵稳定性。由于优化操纵稳定性会影响到通过性,因此还构建了直角弯通过性仿真工况研究了样车的通过性。基于以上研究,对中置轴汽车列车的结构参数进行优化改进。先通过Isight集成TruckSim和Matlab,基于最优拉丁超立方试验设计对单车道变换试验中的载荷转移率LTR、牵引车辆侧向加速度峰值a_1、侧向加速度后部放大系数ARA以及蛇形试验中牵引车辆和中置轴挂车的横摆角速度峰值ω_1、ω_2等目标响应进行灵敏度分析,计算得到中置轴挂车前轴距牵引杆挂环中心水平距离I、牵引车辆轴距A、中置轴挂车轴距H、中置轴挂车轮距J、牵引车辆簧载质量G、牵引杆连接器中心离牵引车辆后轴水平距离E等对目标响应平均贡献率较大的参数。根据多目标优化理论,将上述6个参数作为设计变量,5个响应作为目标函数,设计变量变化区间及通过性指标、不足转向度作为约束,采取带精英策略的第二代非支配排序的遗传算法(NSGA-II)计算得到Pareto优化解集,利用主观与客观赋权相结合的组合赋权法计算出最优折中解。研究结果表明,优化后的车辆在单车道变换极限工况下的侧向加速度、横摆角速度、质心侧偏角、载荷转移率等各项响应峰值均降低。探索的优化方法在中置轴汽车列车实际生产中具有可借鉴意义。
【学位授予单位】：交通运输部公路科学研究所
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U461.6
【图文】：

趋势图,道路运输业,蓬勃发展,重型化

第一章绪论.1 选题背景及意义随着我国国民经济的迅速发展，道路建设取得了巨大的成就，根据交通运发布的数据，截止到 2017 年末，国内公路总里程为 477.35 万公里，较 2016加 7.82 万公里。公路网密度为 49.72 公里/百平方公里，较 2016 年增加 0.81/百平方公里，如图 1-1 所示[1]。公路网的不断完善，不但有效改善了道路交况，更促进了道路运输业的蓬勃发展。2017 年公路货运量为 368.69 亿吨，上升 10.3%，占综合运输体系总货运量的 78.04%；货物周转量为 66771.52公里，同比上升 9.3%，占综合运输体系总货物周转量的 34.67%。

汽车列车,欧洲,示例,物流设备

图 1-2 欧洲常见的中置轴汽车列车示例图 1-3 欧洲 25.25m 模块化汽车列车示例国汽车列车的发展落后于发达国家，目前我国应用的汽车列车主要挂两种。由于全挂汽车列车高速行驶时稳定性较差，《中华人民共安全法》中明文禁止全挂汽车列车进入高速公路，因此目前国内长运输大部分由半挂汽车列车完成。为了提高公路运输的效率，20，国务院发布《物流业发展中长期规划（2014—2020 年）》，要求大运组织方式、加快优化货运车型结构，明确将推进物流设备现代化之一，提升物流设备的技术水平，推广标准化、厢式化和专业化的车辆。2015 年 7 月 27 日，交通运输部发布《交通运输部关于开展

【参考文献】