基于TruckSim的客车侧翻影响因素研究
发布时间：2021-07-07 17:14
近年来,客货等商用车的侧翻事故时有发生,给人们的生命财产造成重大伤害,而我国针对客货车的侧向和横摆运动控制的研究及应用较少,且客车抗侧翻稳定性评价的相关技术标准主要依托理论计算和静态侧翻台架试验。对客车侧翻的原因进行深入剖析,研究造成客车侧翻的影响因素及其对客车侧翻的影响程度对于预防公路客运车辆侧翻事故的发生有重要意义。本文首先分析车辆侧翻理论,研究影响客车侧翻的主要因素,然后通过应用TruckSim软件构建车辆的动力学模型、驾驶员控制策略模型和三维道路模型,根据研究因素的不同设计合理的仿真试验,以客车侧向加速度和轮胎载荷转移率作为客车侧翻风险评价指标,研究各单一因素对客车侧翻风险评价指标的影响,最后通过构建BP神经网络分析各因素耦合效应下对客车侧翻风险评价指标的影响权重。研究结果表明车速、方向盘角速度、质心高度、弯道超高与评价客车侧翻风险的两个指标均为二次函数关系,道路附着系数与侧向加速度为二次函数关系,而与轮胎载荷转移率没有明显的影响关系,弯道半径与评价客车侧翻风险的两个指标均为幂函数关系。车速、质心高度、道路附着系数、弯道超高、弯道半径对侧向加速度的影响权重分别为0.2161、0...
【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
车辆在转向行驶时的受力模型
长安大学硕士学位论文10中文名称英文名称单位数值横摆惯量Yawinertiakg·m259241.6对x，y轴惯性积Productkg·m20对x，z轴惯性积Productkg·m20对y，z轴惯性积Productkg·m20客车车体参数设置界面如图3.1所示。图3.1整车参数设置界面3.1.2装载模型TruckSim中装载是通过在原车基础上加载配重块实现的，研究客车额定载客为53人，为方便加载，按照两侧座椅各乘坐25人，每人重60kg计算，那么车辆两边应各加载1500kg的配重块，由于旅游客车的行李箱位于乘员舱下部，如果装载乘客携带的物品或货物，会使整车的质心高度下降，前面2.2.1车辆因素中分析到，所以这里对货物装载不进行考虑[29]。处理后的客车载重的参数如图3.2所示。
第三章客车行驶动力学模型11图3.2装载建模界面3.1.3空气动力学模型空气动力学主要是指在汽车行驶过程中车辆与周围空气两者之间相互作用力的关系及运动规律[30]。随着汽车速度的增加，由公式3.1可知，空气阻力也随之增大，对车辆的行驶稳定性影响也越来越大。221wrDuAFC（3.1）式中：Fw—空气阻力（N）；CD—空气阻力系数；A—迎风面积(m2)；ρ—空气密度(N·s2·m-4)；ur—相对速度(m/s)。TruckSim软件中根据车辆模型、空气动力学参考点、特性曲线等参数设置来建立空气动力学建模，为能真实、准确地反应车辆在行驶过程中周围空气对客车稳定性的影响，TruckSim软件将空气动力学中受到的力和力矩自动转移到车辆质心位置。依据美国机动车工程师学会有关空气动力学的规定，结合本文研究客车实际属性，车辆的空气动力学参数设置情况如表3.2所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]重型汽车侧翻因素分析[J]. 张俊,张世艺,李军. 汽车工业研究. 2017(06)
[2]客车上部结构强度分析及试验[J]. 徐晓芳,韩健,路斌. 客车技术与研究. 2017(01)
[3]BP神经网络算法的技术分析[J]. 张东. 软件. 2016(12)
[4]轮胎/路面附着系数实时估计方法[J]. 范小彬,邓攀. 科技通报. 2015(09)
[5]动静态因素下路面摩擦系数试验研究[J]. 张焱发,黄志才. 中外公路. 2013(05)
[6]道路因素对车辆侧翻的影响分析[J]. 孙璐,游克思,王易阳,王登忠,顾文钧. 东南大学学报(自然科学版). 2013(03)
[7]车辆侧翻指标与侧翻风险因素分析[J]. 徐中明,于海兴,伍小龙,张志飞. 重庆大学学报. 2013(03)
[8]BP神经网络法确定工程材料评价指标的权重[J]. 张天云,陈奎,魏伟,杨扬. 材料导报. 2012(02)
[9]汽车驾驶仿真器中发动机仿真模型的实现[J]. 徐漫琳,齐振锋,邵小娟,王睿,董钦. 成都大学学报(自然科学版). 2011(03)
[10]基于改进TTR算法的重型车辆侧翻预警系统[J]. 朱天军,宗长富,吴炳胜,孙振军. 机械工程学报. 2011(10)
硕士论文
[1]客车侧翻快速有限元建模系统开发[D]. 楚晓倩.吉林大学 2017
[2]基于Trucksim的公路弯道路段车辆安全速度仿真研究[D]. 李平.长安大学 2017
[3]客车上部结构侧翻安全性研究[D]. 徐晓芳.长安大学 2017
[4]大客车侧翻安全性有限元分析与设计[D]. 祃力.清华大学 2016
[5]基于TruckSim的旅游客车制动安全性建模与仿真研究[D]. 白会涛.长安大学 2016
[6]基于侧翻安全的10米级公路客车车身设计与优化[D]. 于维东.吉林大学 2016
[7]客车动态抗侧翻稳定性试验仿真研究[D]. 朱夏毅.重庆交通大学 2012
[8]基于空气动力学的汽车行驶安全性研究[D]. 杨海波.西华大学 2009
本文编号：3270034
【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
车辆在转向行驶时的受力模型
长安大学硕士学位论文10中文名称英文名称单位数值横摆惯量Yawinertiakg·m259241.6对x，y轴惯性积Productkg·m20对x，z轴惯性积Productkg·m20对y，z轴惯性积Productkg·m20客车车体参数设置界面如图3.1所示。图3.1整车参数设置界面3.1.2装载模型TruckSim中装载是通过在原车基础上加载配重块实现的，研究客车额定载客为53人，为方便加载，按照两侧座椅各乘坐25人，每人重60kg计算，那么车辆两边应各加载1500kg的配重块，由于旅游客车的行李箱位于乘员舱下部，如果装载乘客携带的物品或货物，会使整车的质心高度下降，前面2.2.1车辆因素中分析到，所以这里对货物装载不进行考虑[29]。处理后的客车载重的参数如图3.2所示。
第三章客车行驶动力学模型11图3.2装载建模界面3.1.3空气动力学模型空气动力学主要是指在汽车行驶过程中车辆与周围空气两者之间相互作用力的关系及运动规律[30]。随着汽车速度的增加，由公式3.1可知，空气阻力也随之增大，对车辆的行驶稳定性影响也越来越大。221wrDuAFC（3.1）式中：Fw—空气阻力（N）；CD—空气阻力系数；A—迎风面积(m2)；ρ—空气密度(N·s2·m-4)；ur—相对速度(m/s)。TruckSim软件中根据车辆模型、空气动力学参考点、特性曲线等参数设置来建立空气动力学建模，为能真实、准确地反应车辆在行驶过程中周围空气对客车稳定性的影响，TruckSim软件将空气动力学中受到的力和力矩自动转移到车辆质心位置。依据美国机动车工程师学会有关空气动力学的规定，结合本文研究客车实际属性，车辆的空气动力学参数设置情况如表3.2所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]重型汽车侧翻因素分析[J]. 张俊,张世艺,李军. 汽车工业研究. 2017(06)
[2]客车上部结构强度分析及试验[J]. 徐晓芳,韩健,路斌. 客车技术与研究. 2017(01)
[3]BP神经网络算法的技术分析[J]. 张东. 软件. 2016(12)
[4]轮胎/路面附着系数实时估计方法[J]. 范小彬,邓攀. 科技通报. 2015(09)
[5]动静态因素下路面摩擦系数试验研究[J]. 张焱发,黄志才. 中外公路. 2013(05)
[6]道路因素对车辆侧翻的影响分析[J]. 孙璐,游克思,王易阳,王登忠,顾文钧. 东南大学学报(自然科学版). 2013(03)
[7]车辆侧翻指标与侧翻风险因素分析[J]. 徐中明,于海兴,伍小龙,张志飞. 重庆大学学报. 2013(03)
[8]BP神经网络法确定工程材料评价指标的权重[J]. 张天云,陈奎,魏伟,杨扬. 材料导报. 2012(02)
[9]汽车驾驶仿真器中发动机仿真模型的实现[J]. 徐漫琳,齐振锋,邵小娟,王睿,董钦. 成都大学学报(自然科学版). 2011(03)
[10]基于改进TTR算法的重型车辆侧翻预警系统[J]. 朱天军,宗长富,吴炳胜,孙振军. 机械工程学报. 2011(10)
硕士论文
[1]客车侧翻快速有限元建模系统开发[D]. 楚晓倩.吉林大学 2017
[2]基于Trucksim的公路弯道路段车辆安全速度仿真研究[D]. 李平.长安大学 2017
[3]客车上部结构侧翻安全性研究[D]. 徐晓芳.长安大学 2017
[4]大客车侧翻安全性有限元分析与设计[D]. 祃力.清华大学 2016
[5]基于TruckSim的旅游客车制动安全性建模与仿真研究[D]. 白会涛.长安大学 2016
[6]基于侧翻安全的10米级公路客车车身设计与优化[D]. 于维东.吉林大学 2016
[7]客车动态抗侧翻稳定性试验仿真研究[D]. 朱夏毅.重庆交通大学 2012
[8]基于空气动力学的汽车行驶安全性研究[D]. 杨海波.西华大学 2009
本文编号：3270034
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