间断冰雪路面条件下客车操纵稳定性研究

发布时间：2017-09-02 06:14

  本文关键词：间断冰雪路面条件下客车操纵稳定性研究

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【摘要】：客车作为一种重要的交通运输工具,在国民经济中发挥着积极作用。客车的运行环境及道路状况是影响行驶稳定性和安全性的关键因素。根据国内外研究现状的分析与对比,得到间断冰雪路面等复杂工况对客车操纵稳定性的影响研究相对较少。同时,由于冰雪路面的复杂性,使得客车更容易发生侧滑等危险工况。因此,研究间断冰雪路面下客车的操纵稳定性,分析其在不同工况下的行驶稳定性区域,成为提高客车行驶稳定性的关键。首先,论文利用Truck Sim软件对非线性轮胎模型、钢板弹簧及减震器组建悬架模型、结合客车尺寸和左右乘员载荷进行了整车模型构建;同时设计了正常路面模型、间断冰雪路面模型以及全冰雪路面模型,并对其附着系数进行了分析、取值;最后对典型行驶工况单、双移线模型进行建模分析。其次,利用Truck Sim进行客车空载和满载两种工况下的仿真,结合建立的正常路面模型、间断冰雪路面模型和全冰雪路面模型三种路面,分析了不同车速下空载客车在三种路面下单移线行驶工况的操纵稳定性,通过对比分析得到:车速较低时,路面的附着系数对客车基本没有影响;随着车速增加,全冰雪路面和间断冰雪路面下客车容易发生侧滑危险,同时在间断冰雪路面上行驶最危险。通过仿真满载客车的各个路面行驶工况,并对比空、满载客车冰雪路面情况,得到在冰雪路面上行驶时,侧滑是引发客车失稳的主要形式。再次,为弥补Truck Sim无法求解稳定区域的局限,考虑侧向运动、横摆运动以及前轮转角的变化,对客车进行了动力学模型构建;同时,根据两种冰雪路面的不同特点,以客车左转向阶跃响应为例,进行了极限侧向力求解。最后,重点研究了间断冰雪路面下客车动力学稳定区域的求解;主要包括不同车速及不同转角下客车在左、右冰雪路面下的操纵稳定性;结合相平面理论,对比分析了正常路面、以及左、右冰雪路面条件下,不同转角的客车相平面稳定区域。
【关键词】：交通安全 客车操纵稳定性 间断冰雪路面 TruckSim 相平面 稳定区域
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U461.6
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 绪论9-19
• 1.1 课题的研究背景9
• 1.2 课题的研究目的及意义9-10
• 1.2.1 研究的目的9
• 1.2.2 研究的意义9-10
• 1.3 国内外研究现状10-14
• 1.3.1 国外研究现状10-11
• 1.3.2 国内研究现状11-14
• 1.3.3 对比国内外研究现状14
• 1.4 本文的主要研究内容14-16
• 1.4.1 研究思路14
• 1.4.2 研究内容14-16
• 注释16-19
• 第2章 基于TruckSim的客车模型构建19-31
• 2.1 多体动力学概述19-20
• 2.2 TruckSim软件简介20-22
• 2.3 客车模型的构建22-24
• 2.3.1 轮胎及悬架模型的设置22-23
• 2.3.2 客车参数及乘客模型23-24
• 2.4 不同道路模型的设置24-27
• 2.4.1 正常路面模型设置25-26
• 2.4.2 间断冰雪路面模型设置26
• 2.4.3 全冰雪路面模型设置26-27
• 2.5 客车典型工况的构建27-30
• 2.5.1 单、双移线工况模型28
• 2.5.2 仿真模拟动画28-30
• 2.6 本章小节30
• 注释30-31
• 第3章 基于TruckSim的冰雪路面客车操稳仿真31-43
• 3.1 三种路面下客车单移线仿真分析31-38
• 3.1.1 不同车速对空载客车操纵稳定性影响31-35
• 3.1.2 对比分析35
• 3.1.3 不同车速对满载客车操纵稳定性影响35-38
• 3.2 空、满载客车三种路面模型下单移线对比分析38-39
• 3.3 三种路面模型下满载客车双移线仿真分析39-40
• 3.3.1 不同车速对满载客车操纵稳定性影响39-40
• 3.3.2 不同车速对比分析及评价指标确定40
• 3.4 本章小节40-42
• 注释42-43
• 第4章 客车动力学模型及冰雪路面模型构建43-51
• 4.1 坐标系模型构建43-44
• 4.1.1 客车坐标系建立43
• 4.1.2 轮胎坐标系建立43-44
• 4.2 客车动力学模型构建44-45
• 4.3 轮胎模型构建45-47
• 4.3.1 非线性轮胎模型45-47
• 4.3.2 线性轮胎模型47
• 4.4 冰雪路面模型构建47-49
• 4.4.1 两种冰雪路面模型47-48
• 4.4.2 极限侧向力求解48-49
• 4.5 客车参数及冰雪路面参数49-50
• 4.6 本章小节50
• 注释50-51
• 第5章 间断冰雪路面下客车动力学稳定区域求解51-63
• 5.1 左侧冰雪路面客车动力学稳定性仿真51-53
• 5.1.1 不同速度下的稳定性分析51-52
• 5.1.2 不同阶跃转角下的稳定性分析52-53
• 5.2 右侧冰雪路面客车动力学稳定性仿真53-54
• 5.2.1 不同速度下的稳定性分析53-54
• 5.2.2 不同阶跃转角下的稳定性分析54
• 5.3 不同冰雪路面客车稳定区域求解54-59
• 5.3.1 相平面理论55
• 5.3.2 正常路面的客车相平面稳定区域55-57
• 5.3.3 左侧冰雪路面的客车相平面稳定区域57-58
• 5.3.4 右侧冰雪路面的客车相平面稳定区域58-59
• 5.4 不同冰雪路面客车相平面平衡点位置对比59-61
• 5.5 本章小节61-62
• 注释62-63
• 第6章 总结与展望63-66
• 6.1 全文总结63
• 6.2 研究展望63-66
• 致谢66

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