车辆-货物-约束系统侧翻失效力学特性的研究

建立了车辆-货物-约束系统的力学模型,采用侧向加速度作为车辆-货物-约束系统的侧翻指标,分析计算得到载货车辆的侧翻临界值.在该翻临界值的基础上,建立货物-约束器模型,分析货物不发生倾翻和滑移时所需约束器的数量.

车辆货物约束系统对道路不平度响应的仿真

针对车辆货物约束系统对道路不平度响应问题,建立道路-车辆-货物约束系统的空间八自由度模型,并采用线性滤波白噪声法拟合出四轮道路不平度的时域模型,进行了道路不平度对车辆货物约束系统的垂直激励的响应仿真研究。利用VB和Matlab混合编程编制了道路-车辆-货物约束系统的计算软件,得出在约束条件下,货物的垂直位移响应最大值比车身的垂直位移响应最大值要小,货物的振动频率也比车身的振动频率小,且路面质量越差,货物的振动位移越大,约束捆绑器的受力也越大。

随机激励下四自由度车辆-道路耦合系统动力分析

采用四自由度车辆模型,以Gauss平稳随机过程模拟路面的不平整度,编制程序得到不同路面等级下的不平整度序列;并将车辆和道路看作一个相互作用的整体系统,建立了车辆-道路耦合系统的动力平衡方程.在对车辆施加随机激励时,为了简化分析过程,避开以往研究中使用随机振动理论求解动轮胎力的复杂性,将得到的路面不平整度序列,直接以向量的形式输入到所建立的动力平衡方程中.基于增量形式的Newmark-β法开发了一个MATLAB程序对该方程进行求解.并对所提出的理论模型进行了试验验证,证明了模型的可靠性.随后,通过一个实例,分析了车速变化、路面等级变化对车辆动荷载系数和车体垂向加速度的影响.最后,对不同路基刚度对车辆振动特性的影响规律进行了探讨.

地震作用对车辆-道路系统耦合振动的影响

车辆采用13自由度三维全车模型,路面采用Kelvin地基上Euler梁单位进行离散,通过路面与轮胎接触点的平衡,建立起可以考虑车辆侧向滑动的车路耦合振动模型.将路面初始不平顺视为系统的竖向自激激励源,地震作为外部激励,建立起竖向和横向地震荷载共同作用下车路耦合方程,采用New-mark积分法对耦合方程组进行求解.数值分析结果表明,分析模型下,车路耦合系统的动力响应取决于地震荷载,而地震荷载作用会使车辆的行驶安全性和乘坐舒适性明显下降;横向地震荷载对车辆和路面的横向振动有显著影响,对车辆的竖向振动可忽略;竖向地震荷载对车辆和路面的竖向振动影响较大,对车体的横向振动有一定程度的影响,以至于在评判车辆运行安全性时必须考虑其影响.

路线及路面条件设计阶段的安全性评价仿真系统

以公路横断面数据为型值点,应用multi-quadric插值函数先后拟合出路面单元节点的平面坐标以及高程,并用大量的小三角形单元来逼近连续的路表曲面,从而获得适于行驶动力学仿真的三维路面模型。在ADAMS软件环境下,建立了轻型客车和轿车的整车模型以用于仿真时的动力学解算。研究了轮胎-路面的耦合方法及跟踪路中线的闭环路径控制策略、维持车速的速度控制策略。最后在ADAMS环境下形成了路线-驾驶员-车辆仿真识别系统,通过道路上的运行仿真,获得沿路线上的车辆行驶动力学响应,进而对公路几何线形和路面条件的安全性做出判断以及评价,并以某段二级公路为实例进行了仿真分析。结果表明:该仿真系统对于道路建成后事故多发路段的安全改善具有重要意义。

车辆作用下的公路简支梁桥测试频率

应用达朗伯(D'Alembert)原理和欧拉-柏努利梁(Euler-Bernoulli)假设,建立了多个车辆-桥梁系统相互作用的理论模型。利用模态分析方法,使车辆-桥梁系统方程解耦,基于广义坐标的自由振动理论,对用广义坐标矩阵形式表示的解耦后的运动方程用固有振动理论求解,从而得出多个车辆作用下的桥梁有载频率。对于中小跨径的公路桥梁,往往采用单个车辆激振桥梁,激振后停于桥上,因此推导出了单个车辆作用下的桥梁有载频率解析表达式。讨论了车辆的位置、弹簧刚度、簧上质量、簧下质量和桥梁有载频率与桥梁固有频率差值之间的关系。

基于车-路系统动力学仿真的车辙深度控制标准

国内外现行道路养护管理规范中,多采用车辙深度(Rutting Depth,RD)作为车辙病害的评价指标。为考虑道路使用者的需求、从车辆行驶质量角度评价车辙深度控制标准,该文首先分别建立了路面车辙激励模型和车辆行驶质量评价模型;在此基础上,在MATLAB/Simulink环境下进行车辆-路面系统动力学仿真分析,求得系统各输出响应;然后依据ISO2631《人体承受全身振动的评价指南》,建议了保证车辆良好行驶质量的车辙深度控制标准。该文的研究为进一步科学合理的评价车辙状况奠定了基础,也为道路管理部门进行路面养护管理决策提供了参考。

基于ADAMS的汽车安全带卷收器锁止性能的研究

车辆安全带卷收器是实现安全带的卷收、锁止功能的部件,通过分析卷收器实现锁止指标的力学原理,确定了影响锁止性能的参数,建立了车感、带感、倾斜锁止机构的运动方程。应用MSC.ADAMS对安全带卷收器的锁止性能进行动力学仿真分析,使其满足强制性标准GB14166-2003《机动车成年乘员用安全带和约束系统》的要求,为车辆安全带卷收器的设计改进提供了理论依据和检验方法。