基于轮胎地面散体动力学模型的车辆稳定性研究

轮胎颗粒流法能在离散单元法的基础上建立颗粒物质数值模型,通过建立离散元轮胎模型,研究避险车道对车辆轮胎阻尼作用,并在该轮胎模型基础上,在Matlab/Simulink中建立14自由度整车模型,仿傎分析其行驶稳定性,验证了轮胎沉陷变形带来的垂向运动对侧倾有不容忽视的影响。     

避险车道填充砾石阻力系数计算模型的建立

现有避险车道的路床集料类型、铺设厚度、坡度与长度等数据一般根据经验与当地环境选取,缺乏可靠性。近年来出现了不少因为避险车道长度不足导致失控车辆冲出端部的事故,造成了严重的人员和财产损失。本文通过分析可能影响避险车道填充集料阻力性能的因素,找到敏感性因素,结合理论分析与实车运行试验数据,建立了针对20~40mm粒径砾石集料的阻力计算模型。该模型可用于指导采用20~40mm粒径砾石集料的避险车道的设计,并可参照此方法建立其它集料的阻力性能计算模型。     

离散元法的沥青路面车-路动力学响应分析

为了分析车辆荷载作用下沥青路面结构的细观状态力学响应，建立了二自由度1/4车辆模型与多层路基路面耦合离散元模型，通过各结构层单轴压缩应力-应变试验与相同工况试验数据比较，经迭代运算得到路面离散元模型各结构层细观参数，应用试验得到的沥青路面细观参数建立多层路基路面模型，在离散元模型的上表面设定一定不平度，在一定速度作用下，1/4车辆模型在路基路面离散元模型上表面匀速移动，从而求解车辆动荷载作用下沥青路面各结构位移、应力等细观受力状态。进而改变1/4车辆模型的车体悬架刚度、悬架阻尼系数、轮胎刚度，轮胎阻尼系数，从而获得在改变车辆参数作用下沥青路面内部的应力变化规律。研究结果表明：基于离散元理论不但可以求得沥青路面在车-路相互作用下各层的应力与变形，而且还可以求得沥青路面各结构层颗粒流的变化趋势，在车辆移动荷载作用下，随着路基路面深度增加，各结构层颗粒流竖直方向动态位移与应力响应依次减少，其中上基层颗粒流动位移比上面层颗粒流动位移减少25%，下面层颗粒流竖向应力约为上面层颗粒流竖向应力的50%，水平方向上颗粒流既有压应力又有拉应力，变化比较复杂，上面层颗粒流水平方向主要承受压应力，其余结构层主要承受拉应力；增加轮胎与悬架刚度系数对模型颗粒流水平方向拉应力影响较大，增加轮胎与悬架阻尼系数对垂直方向颗粒流压应力与水平方向拉应力影响较小。     

左转圆曲线处避险车道流出角与引道设置

为了给设置于左转圆曲线处的避险车道流出角与引道长度设置提供参考，针对山区高速公路广泛采用的9.0 m宽制动床避险车道，考虑左转圆曲线半径和驶入速度的影响，进行了不同流出角度与引道长度的驾驶仿真试验研究。采用UC-win Road 9.0驾驶仿真平台，获取了不同场景下16名男性B照驾驶人由主线驶入紧急避险车道过程中的车辆运行特征数据。采用拟合回归的方法，分析了圆曲线半径和驶入速度对方向调整时间、最小转向半径、方向盘转角幅值、方向盘转角频率的影响，建立了各指标与圆曲线半径的定量回归关系模型，并对比了主线为直线时的试验结果。采用二阶聚类的方法对不同圆曲线半径条件下的引道与流出角度的设置水平进行分类，获取了适宜设置避险车道的初步条件。根据车辆的行驶稳定性，确定了左转圆曲线处避险车道流出角与引道的设计标准。研究结果表明：左转圆曲线处避险车道的流出角受圆曲线半径的影响，引道长度受圆曲线半径与驶入速度的影响；主线半径1 000 m及以上，流出角0°~5°，引道为6 s设计行程，流出角5°~10°，引道为9 s设计行程；条件困难时，紧急避险车道可设置于半径600~1 000 m的曲线处，流出角0°~5°，引道为9 s设计行程，流出角5°~15°，引道为12 s设计行程。     

基于颗粒流模拟的避险车道制动床长度确定方法

提供了一种利用颗粒流模型模拟刹车失灵货车驶入避险车道制动床后的运动过程,进而确定制动床长度的方法.所建立的颗粒流模型能够较好地模拟刹车失灵货车驶入避险车道制动床后的运动过程.仿真模拟结果显示,FHWA方法偏不安全,工程设计时制动床长度不应小于FHWA方法计算值;制动床坡度越小,FHWA方法计算出的制动床长度越偏不安全....     

基于PC-Crash的公路避险车道事故动力学仿真方法

利用交通事故再现软件PC-Crash,提出了一种具有动力学响应输出的避险车道事故三维仿真方法.该方法使用经典的贝克理论作为模拟制动床集料特性的理论模型.详细提供了利用PC-Crash再现避险车道事故的7大步骤,讨论了其中的关键问题;给出了不同参数组合下避险车道制动床所需长度的试验结果,最后介绍了一个工程应用案例.此方法主要用于直观、定量地测试避险车道的坡度、长度、集料特性等参数,或三维再现具体的避险车道事故过程.     

基于拖头车碰撞的滑道式网索避险车道仿真研究

通过计算机仿真方法建立大型拖头车的有限元模型,并研究了一种滑道式阻尼器,该阻尼器应用于网索避险车道的两侧,为网索避险车道提供阻尼力.采用拖头车模型对网索避险车道的拦截效果进行了仿真计算,仿真结果表明:车辆在碰撞到该网索避险车道后,阻尼器的阻尼力输出峰值较小,且阻尼力输出均匀,不但能满足避险车道的设计防护需求,还可以缩短避险车道的长度40％以上.     

基于实验数据的轮胎模型

S-Function,即systemfunction,通过C语言程序与Simulink相结合设计出所需的轮胎Simulink仿真模块,建立一种基于实验数据的轮胎模型。该模型对轮胎进行了简化,忽略了路面摩擦、车速、轮胎的倾覆力矩和滚动阻力矩。使用该S-Function模型通过轮胎稳态试验和整车双车道切换试验,与CarSim自带轮胎模型的计算仿真结果对比,说明S-Function的轮胎模型具有仿真结果准确可靠,建模简单,易于编程实现的优点。     

不均匀积水条件对路面行车安全的影响

采用Fluent有限元仿真分析软件,建立轮胎-路面-流体三维有限元模型,模拟不同水膜厚度和汽车行驶速度条件下汽车轮胎所受动水压力的理论变化值,定量地分析了水膜厚度和车速对积水路面车辆侧转角的影响以及积水段路面上车辆的横向稳定性能.研究结果表明:当水膜厚度大于胎面花纹深度时,动水压强随车速的增大而增加较快,且动水高压区由轮胎中间向轮胎边缘呈近似三角分布.在无驾驶员操控情况下,当汽车左右轮分别高速(＞ 90 km/h)行驶在干燥和积水路面,水膜厚度介于9～12 mm时,1 s后汽车的相对侧转角差超过最佳控制角度(25.),此时汽车操纵性开始下降;2 s后汽车的相对侧转角差已超过90.,车辆发生侧滑,易产生交通事故.     

多车道高速公路出入口附近同向车道分隔带开口长度计算模型研究

通过分析同向分隔带开口处车辆行驶的特点,从行车安全角度考虑,提出了同向分隔带开口段车辆采用第1次变换车道、等待插入行驶、第2次变换车道的三阶段行驶模型;在此基础上推导出了多车道高速公路同向车道分隔带开口长度计算模型,并提出了在不同设计速度、分隔带宽度和超高情况下的开口长度建议值。     

避险车道制动距离计算方法研究

国内外的实践经验已经证明,避险车道改善连续长大下坡路段交通安全问题最常用且最有效的工程措施。避险车道制动距离的计算是避险车道设计中的关键问题。介绍了3种制动距离计算方法,分别为:基于运动学原理的分析方法,基于动量原理的分析方法,以及基于实车试验的经验数据拟合方法,并介绍了各种计算方法的原理与计算过程,总结了各种计算方法的优缺点。对避险车道制动距离的探讨,可为避险车道的长度设计提供重要参考。     

百罗高速公路3~#避险车道适应性分析

为使百罗高速公路3#避险车道的设置能有效地为刹车失灵车辆提供减速停车的避险作用,文章采用理论分析的方法,结合国内外避险车道的研究、设计和应用经验,对百罗高速公路3#避险车道的适应性进行分析评价,并针对不足之处提出合理的整治建议,为百罗高速公路长大下坡路段3#避险车道的改造提供参考依据。     

百罗高速公路3^#避险车道适应性分析

为使百罗高速公路3^#避险车道的设置能有效地为刹车失灵车辆提供减速停车的避险作用,文章采用理论分析的方法,结合国内外避险车道的研究、设计和应用经验,对百罗高速公路3^#避险车道的适应性进行分析评价,并针对不足之处提出合理的整治建议,为百罗高速公路长大下坡路段3^#避险车道的改造提供参考依据。     

用于公路车-桥系统振动分析的精细化轮胎模型

为了解决当前公路车桥耦合振动模型中轮胎模型过于简化、车轮-路面接触力与桥梁响应计算结果不够精确的问题,提出了一种精细化轮胎模型.首先基于车辆橡胶轮胎的几何、力学特征,建立了径向弹簧力学模型并进行了理论推导;然后考虑轮胎与路面接触面的刚度分布特征和高速状况下轮胎的惯性力,提出了轮胎接触面分布刚度的计算方法,保证了轮胎接触...     

山区公路避险车道的设置

连续下坡和载重汽车的结合对于载重汽车驾驶员和其他驾驶员存在着潜在的危险。山岭区连续长下坡路段失控车辆尤其是大型车辆冲出路基造成重大事故的案例时有发生。避险车道的合理设置,并配置标志、护栏、坡顶设置刹车检查站等服务设施可有效地预防事故的发生。本文主要介绍避险车道在国内外的发展情况、避险车道的设置位置及避险车道的设计方法。     

混合动力整车控制策略仿真研究

摘要：在详细介绍混合动力各个系统建模的基础上,建立了东风混合动力中卡在Simulink环境下的前向仿真模型。根据该模型,进行了一些重要的整车功能仿真,并在实车台架上进行了验证,仿真的模型在调试阶段有效缩短了实车调试时间,说明了混合动力控制仿真的价值性。     

轻型载货车电动助力转向系统的仿真模型与试验验证

应用Adams/Car软件,建立了带有电动助力转向器的轻型载货车多体动力学模型,然后,应用道路试验数据,确定出不同工况下的助力特性曲线和对应的速度感应系数,制作成相应的MAP图,在Adams/Car软件环境中,采用DCF文件控制仿真的方法,重现试验工况。仿真计算与试验结果的对比分析证明了仿真模型的合理性,可达到期望的精度。     

集装箱卡车对高速公路入口匝道通行能力影响的仿真分析

基于合流区交通流作用机理,从时间和空间层面梳理了高速公路入口匝道通行能力的影响因素。结合集装箱卡车混合交通流的合流特征,通过实际观测数据对Vissim仿真参数进行了标定,进而定量分析了主路流量、主路及匝道交通组成、加速车道长度对入口匝道通行能力的影响。研究成果可以为集装箱卡车交通较多的高速公路入口匝道管理、合流区道路设计提供参考依据。     

轮胎动态模型的阻尼和对滚动阻力及动态响应影响的分析

在综合了一些文献研究结果的基础上,基于轮胎模态参数模型,给出了不同阻尼环节对滚动阻力及轮胎以不同速度滚越障碍物的动态响应的模拟结果,并部分地与试验结果进行对比,说明具有结构阻尼环节的轮胎模型,对于两者的模拟均给出了更好的定量结果。