半挂汽车列车高速公路弯道下坡路段运行安全研究

为提升半挂汽车列车在高速公路弯道下坡路段的运行安全,采用TruckSim仿真软件,构建了车辆模型、道路模型和驾驶人动力学仿真模型;基于蒙特卡罗可靠性分析法,分别建立了半挂汽车列车发生侧滑失效、侧翻失效、折叠失效和系统失效的功能函数,并选取设计速度80 km·h~(-1)的高速公路为研究路段,通过进行大量车辆动力学仿真试验,对不同圆曲线半径、纵坡坡度、路面附着系数、车速和车辆总质量对半挂汽车列车的运行安全的影响进行了数值分析。研究结果表明:半挂汽车列车发生侧滑和侧翻的概率随着圆曲线半径的增加而显著降低,在一般最小半径400 m的情况下,半挂汽车列车发生侧滑失效和侧翻失效的概率趋近于0;随着下坡坡度的增加,半挂汽车列车发生侧滑失效和侧翻失效的概率基本呈线性增长趋势;车速对于半挂汽车列车运行安全的影响尤为显著,当车速均值由60 km·h~(-1)增加到90 km·h~(-1)时,发生侧滑失效和侧翻失效的概率分别增加了634倍和336倍;车辆总质量的增加对半挂汽车列车侧翻有显著影响;在路面附着系数较低的条件下,半挂汽车列车的主要事故形态为侧滑和折叠,在路面附着系数较高的情况下,半挂汽车列车的主要事故形态为侧翻。因此,在道路设计中,应避免极限最小半径与陡坡组合,严格限速和限载可确保半挂汽车列车的运行安全性能。     

弯道安全车速建模及影响因素分析

车速的合理选择,是影响弯道行车安全的关键.为此,针对车辆在弯道行驶过程中因超速导致的侧滑、侧翻等侧向失稳事故,通过建立车辆转向行驶动力学模型,结合道路环境信息,在分析车辆转向时载荷横向偏移、悬架变形等基础之上,对传统模型进行改进,建立精度更高的弯道安全车速计算模型.并采用车辆动力学仿真软件CarSim和TruckSim进行不同工况下的仿真试验验证.运用正交试验方法对试验结果进行极差和方差分析,获取弯道安全车速对7种主要影响因素的敏感度.结果表明,该模型所得的安全车速值,与车辆侧向失稳时的临界车速值之间的平均误差为1.55%;相比于其他因素,弯道半径和路面附着系数对安全车速的影响最为显著;当路面附着系数达到特定值时,模型考虑了车辆的侧翻危险,使其计算得到的弯道安全车速呈现饱和现象.      

半挂汽车列车转弯制动稳定性模糊控制

针对半挂汽车列车转弯制动时易发生折叠等危险工况的现象,采用Trucksim和Simulink联合仿真的方法,建立了半挂汽车列车转弯制动的动力学模型,并利用实车道路试验数据验证了模型的准确性.设计了半挂汽车列车转弯制动稳定性的控制器和模糊控制策略,并选择高、中、低三种附着系数路面对模糊控制策略和传统逻辑门限控制策略的效果进行了对比分析.结果表明:半挂汽车列车在三种附着系数路面上转弯制动时,模糊控制比逻辑门限控制在车辆制动稳定性能上有所改善,可有效地缩短制动距离和预防折叠现象的发生.     

半挂汽车列车转弯制动试验方法研究

转弯制动性能对半挂汽车列车的制动安全有重大影响,针对我国目前半挂汽车列车转弯制动试验标准缺失,传统的单车试验设备不适用于半挂汽车列车等问题,本文中从试验系统搭建、系统安装方式和试验方法与评价等方面对半挂汽车列车转弯制动试验进行了探索性研究。结果表明:半挂汽车列车转弯制动过程中侧向加速度、制动减速度、横摆角速度和牵引车的俯仰角随车速的升高而增加。建议半挂汽车列车转弯制动试验中车速不超过30km/h,转弯半径不小于25m。     

半挂汽车列车的牵引动力学计算

在对整车静止和加速行驶时的受力分别进行分析的基础上，提出了半挂汽车列车最大牵引力和合理拖载的理论计算公式。指出合理拖载即确定汽车列车的最大总质量时必须考虑到汽车列车在最大坡道上能用头档或二档起步，能经常用直接档行驶，运行时符合路面附着条件等因素。同时讨论了汽车列车的轴载质量转移系数。     

考虑多模式失效概率的长下坡路段重型卡车事故预测模型

为挖掘多模式失效概率与长下坡路段重型卡车事故之间的关系，建立了重型卡车在长下坡路段的多模式失效概率与车辆事故之间的关系模型。并针对重型卡车在长下坡路段可能的失效模式，如侧滑、侧翻、视距不足、制动失效，在此基础上建立了多模式失效概率预测模型；通过蒙特卡罗法模拟并求解单模式失效的概率，宽界限法求解失效系统的多模式失效概率；将多模式失效概率作为解释变量与其他道路因素结合，分别建立泊松模型、随机效应泊松模型、随机参数泊松模型，将多模式失效概率与重型卡车事故建立函数关系；对比3种模型的拟合优度指标，优选出最优事故预测模型，用来挖掘重型卡车事故与多模式失效概率之间的关系。以华盛顿州71段长下坡10年的重型卡车事故数据及道路设计数据进行方法验证。结果表明:随机参数泊松模型与随机效应泊松模型的拟合优度相差较小，二者均优于泊松模型；当考虑多模式失效概率时，平曲线半径、纵坡坡度、超高对重型卡车事故的影响均不显著，即三者的影响被削弱，尤其是平曲线半径和超高，多模式失效概率的弹性(0.239)远大于二者的弹性(平曲线半径和超高的弹性分别仅为0.097和0.002)；重型卡车的事故与多模式失效概率近似线性关系，且截距不为0。即多模式失效概率可用于道路安全分析的表征指标，但与事故概率不等价。      

半挂汽车列车横向稳定性试验与仿真分析

随着JT/T 1178.2-2019《营运货车安全技术条件第2部分:牵引车辆和挂车》的发布与实施,汽车列车必须进行单车道变换、蛇形、稳态回转以及抗侧翻稳定性等试验。其中单车道变换试验主要测量牵引车与挂车的侧向加速度,对车辆抵抗横向翻车与横向侧滑的能力进行评判,是汽车横向稳定性的重要指标之一。从车辆动力学的角度分析了影响汽车列车横向稳定性的主要因素,并通过TruckSim整车仿真软件,依据JT/T 1178.2-2019和GB/T 25979-2010标准对半挂汽车列车的横向稳定性进行了仿真与评价。最后利用先进的测试设备进行了半挂汽车列车的单变道试验,同时提出了在试验和评价方面的注意事项。     

重型半挂车ADAMS建模及极限工况仿真

在ADAMS/car下建立重型半挂车模型,并选取双移线这一典型工况.在不同附着系数路面上对极限工况下重型半挂车在不同车速时的侧翻,折叠和挂车摆振问题进行了稳定机理分析.结果表明,重型半挂车辆在附着系数较高的良好路面上容易发牛侧倾失稳,而在附着系数较低的湿滑路面上则更容易发生横摆和折叠失稳.提出了相应的改进措施.     

基于Trucksim的客车侧翻临界车速优化设计

客车由于质心高、车身长等特点,高速通过弯道时容易发生侧翻失稳。文章以弯道半径、路面附着系数为主要因素,研究其对客车侧翻的影响进行侧翻临界车速优化计算。首先选用某型客车为研究对象,运用Trucksim软件建立了整车动力学模型,设计不同弯道半径、不同附着系数交互组合的仿真路面进行实验,根据横向载荷转移率进行侧翻临界分析得到各路面环境下的侧翻临界车速,然后再通过Matlab进行函数拟合建立了侧翻临界车速与附着系数、弯道半径的数学模型。设计检验弯道,对比计算可得该数学模型仅存有0.98%的计算误差降低传统模型误差,提高了计算精度。提出客车侧翻临界车速优化计算方案。简要分析其对客车侧翻的影响。     

基于Matlab的半挂汽车列车侧倾稳定性分析

针对重型半挂汽车列车侧倾稳定性问题,在Matlab/simulink中建立了重型半挂汽车列车的数学模型及动力学仿真模型,并进行了转向盘阶跃转向输入下的牵引车驱动轴横向载荷转移仿真分析.仿真结果表明,牵引车驱动轴为侧倾稳定性危险车轴.通过分析不同车速和车辆结构参数时牵引车驱动轴载荷转移的变化情况,得到重型半挂汽车列车侧倾稳定性与车辆主要结构参数及不同车速间的关系.     

应用虚拟样机技术进行半挂汽车列车制动动力学分析

将虚拟仿真软件ADAMS应用到半挂汽车列车制动动力学研究中，建立了半挂汽车列车整车26自由度（DOF）动力学模型，对半挂汽车列车直线制动及转弯制动进干亍了仿真分析。通过仿真分析发现，在车辆无ABS转弯制动时，即使按照理想抱死顺序实施制动，半挂车也会出现瞬态“甩尾”的危险工况。     

基于协调一致性的半挂汽车列车制动性能研究

半挂牵引车和半挂车组成的半挂汽车列车是最为常见的公路运输工具。根据实际运输需求,半挂牵引车与半挂车之间可随机连接,极大程度地提升了运输效率,降低了运输成本。半挂汽车列车的道路行驶安全也不容忽视,车辆的制动协调一致性对于其安全性能有着巨大影响。本文依据GB 12676—2014《商用车辆和挂车制动系统技术要求及试验方法》的相关要求,基于协调一致性,规定了相应的制动兼容带,设计了一套气压调节装置,通过法规试验对半挂汽车列车的制动性能展开研究,为企业的研发认证提供参考。     

冰雪路面驾车四要点

冰雪路面上的驾驶,由于路面附着系数最小,所以这种路面最滑,给汽车的行驶造成困难,危险率增高,处理不好甚至会发生如轮胎打滑、侧滑、制动后停不住车等危险事故.那么,冰雪路面应该如何驾驶车辆呢?首先,由于制动距离会随着车速的提高而加大,所以控制车速和加大前后车距是冰雪路面行驶的关键.其次,还要注意以下4点:     

合理选择设计参数提高半挂汽车列车的制动稳定性

通过对半挂汽车列车制动时的动力学分析，推导出半挂汽车列车产生折叠和甩尾的动力学方程式，对影响半挂汽车列车制动稳定性的有关因素进行分析。     

基于ADAMS/Car的半挂汽车列车转向瞬态响应试验仿真分析

运用多体动力学软件ADAMS/Car建立某半挂汽车列车虚拟试验整车模型,参照汽车操纵稳定性试验方法对该半挂汽车列车进行转向瞬态响应试验仿真,分析得到了半挂汽车列车在不同速度下的侧向加速度和横摆角速度响应、转向瞬态响应试验的极限车速及半挂汽车列车安全运行的最大侧倾角,为半挂汽车列车的设计和使用提供理论依据.     

半挂汽车列车横向稳定性与失稳机理分析

为半挂汽车列车建立了简化的四自由度单轨模型,并在其上分析了两个重要结构参数,即牵引点和挂车质心位置对半挂汽车列车横向稳定性的影响规律.在此基础上,采用主元特征向量分析方法详细探讨了半挂汽车列车"折叠"和"横向摆振"两种常见的横向失稳现象的发生机理,分析和对比了牵引角和牵引角速度输出反馈对半挂汽车列车"折叠"和"横向摆振"失稳的镇定效果.     

基于侧向附着系数的车辆侧滑车速鉴定与研究

车辆侧滑的根本原因是高速行驶的车辆在转弯或是制动时所产生的侧向力大于车轮的侧向附着力而引发侧滑,车辆侧滑引发的道路交通事故是一类常见的事故形态。侧滑会使弯道上行驶的汽车冲出道路向外倾翻、直线道路上行驶的汽车闯入对向车道与其他车辆发生碰撞,更严重的会使重心较高的车辆发生侧翻。由于侧滑事故的特殊性以及勘察人员专业知识的有限性等原因,许多侧滑事故在最初的鉴定工作中可能会被当做普通的道路交通事故案件来进行处理。待鉴定人员发现过失再重新进行测量时,很可能会因印痕消失等原因,从而失去了正确计算肇事车辆速度的关键信息,给事故的鉴定工作带来诸多不便。文章依托于某道路交通事故司法鉴定中心参与的多起车辆侧滑事故鉴定工作,总结了轮胎侧滑印迹曲率半径侧滑车辆车速计算法和侧向附着系数侧滑车速计算法这两种计算侧滑车辆速度的方法。并且以实际车辆侧滑事故为例,利用侧向附着系数侧滑车速计算法加以分析计算得出最终鉴定结论与实际情况相符。因此,分析侧滑事故形成原因,找出避免事故发生的方法,提出准确的侧滑事故处理与鉴定方法,不仅为广大事故鉴定人员提供了工作上便利,而且为侧滑事故的预防起到了积极作用,也为安全出行提供了重要的保障。     

半挂汽车列车闭环非线性系统行驶稳定性分析

对半挂汽车列车行驶稳定性的闭环非线性系统进行了研究,建立了半挂汽车列车三自由度非线性模型。以单点预瞄驾驶员模型与半挂汽车列车三自由度非线性模型的耦合系统为研究对象,应用李雅普诺夫一次近似定理,在线性范围内分析了系统参数的特征根轨迹,并在线性范围内分析了驾驶员预瞄时间和轮胎侧偏刚度对临界车速的影响。     

半挂汽车列车操纵特性与横向稳定性的研究

采用牵引车和半挂车的不足转向梯度独立定义的方式对半挂汽车列车的操稳性进行了研究,分析了车辆的结构参数对不足转向梯度的影响.应用动态系统的稳定性理论,探讨了“折叠”和“横向摆振”失稳与其操纵特性间的关系.结果表明,与两轴单体汽车只会发生单调分歧失稳相比,半挂汽车列车还会发生“横向摆振”失稳,具体的失稳形式与牵引车和半挂车的不足转向梯度以及车辆结构参数密切相关.     

积极发展高等级公路半挂汽车列车

结合国外高等级公路运输半挂汽车列技术现状，详细介绍了高等级公路运输对半挂汽车列车的高速性能，安全性能，可靠性能，人机工程指标的要求，阐述了国内半挂车发展情况，存在的问题及差距。