汽车爆胎的载荷转移建模及仿真分析

汽车发生爆胎后容易造成交通事故,特别是在高速行驶的情况下,由爆胎引起的交通事故占比32%,其中死亡事故更是高达49%[1]。当高速行驶的汽车发生爆胎后,行驶路线会发生改变,并且汽车会处于横摆与侧翻的失控状态,所以对爆胎汽车的行驶状态进行研究是非常必要的。首先,通过研究汽车爆胎发生后,爆胎车轮的滚动半径变化,爆胎汽车姿态发生变化从而会使汽车转向系统的转向角及车轮侧偏角发生改变;其次,通过研究汽车爆胎发生后,汽车的重心将发生转移从而引起四个车轮上的垂直载荷发生转移,从而导致各个车轮上的侧偏力大小发生改变;最后,通过分析汽车爆胎过程中各个车轮侧偏角的改变以及垂向载荷的转移引起各个车轮上的侧偏力的改变,联合建立爆胎汽车二自由度操纵动力学模型。并利用Matlab/Simulink搭建仿真模型,得出汽车侧向加速度、横摆角速度的变化曲线。仿真结果表明,在车速为120km/h时,汽车发生爆胎的运动过程中,考虑垂向载荷转移的情况相比于没有考虑垂向载荷转移的情况更能准确描述爆胎汽车方向失稳的真实运动过程。