罐式半掛汽車作為公路能源運(yùn)輸?shù)闹髁?在危險化學(xué)品運(yùn)輸中具有舉足輕重的地位和戰(zhàn)略意義。罐式半掛汽車具有裝載質(zhì)量大、重心高、體積大的特點(diǎn),在運(yùn)輸過程中很容易發(fā)生側(cè)翻,釀成重大交通事故。本文將重點(diǎn)考慮罐內(nèi)液體橫向晃動與車體動力學(xué)耦合特性,主要對罐式半掛汽車的抗側(cè)翻穩(wěn)定性展開研究,對于提高其穩(wěn)定行駛能力和減少生命財產(chǎn)損失具有重要實(shí)際意義。論文首先搭建了罐式半掛汽車動力學(xué)模型和罐內(nèi)液體瞬態(tài)非線性晃動模型。運(yùn)用運(yùn)動學(xué)理論推導(dǎo)出牽引車和掛車的運(yùn)動微分方程,建立其Simulink線性模型和Trucksim多自由度模型。運(yùn)用勢流理論解析出罐內(nèi)液體橫向晃動產(chǎn)生的力和力矩,采用Fluent建模的方法,建立罐內(nèi)流體運(yùn)動模型;考慮罐內(nèi)液體瞬態(tài)晃動的特點(diǎn),建立合理表征液體橫向晃動的等效單擺模型。其次,針對目前車-液耦合與整車抗側(cè)翻穩(wěn)定性研究不夠深入的問題,探究了罐內(nèi)液體橫向晃動與車體動力學(xué)之間的相互耦合關(guān)系。對不同充液率下罐內(nèi)液體橫向晃動進(jìn)行數(shù)值模擬分析,得出充液率對罐體側(cè)向沖擊力峰值的影響;并在具體工況下進(jìn)行了車-液耦合仿真試驗(yàn),與裝載等質(zhì)量固體掛車相比得出,液體橫向晃動作用會導(dǎo)致整車的側(cè)傾角峰值響應(yīng)增加,更... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

汽車側(cè)翻事故

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-22-（1）罐內(nèi)液體不可壓縮，且在晃動過程中無漩渦紊流；（2）罐內(nèi)氣體的壓強(qiáng)影響可以忽略；（3）罐體為高強(qiáng)度材料，液體晃動沖擊不會導(dǎo)致罐體發(fā)生形變。如圖3-1建立罐內(nèi)液體部分充滿時的坐標(biāo)系：圖3-1罐體充液坐標(biāo)系取O點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，在自由液面上，x軸正方向指向整車前進(jìn)的方向，y軸過原點(diǎn)指向車輛左側(cè)，z軸垂直于液面指向上方。圖中為流體域，為罐體濕表面，S為自由液面，假設(shè)給罐體一速度0v，方向?yàn)樗椒较�，即存在流體勢函數(shù)使得罐體內(nèi)介質(zhì)運(yùn)動速度為：0（3-1）根據(jù)液體在流體域內(nèi)滿足連續(xù)性方程、罐體罐壁上滿足不可滲透條件、自由液面上滿足運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)邊界條件可以得到如下的控制方程：SSgrdtdttnn0,,00,02（3-2）式中——自由液面的波高函數(shù)；n——流體邊界的外法線方向。3.1.2液體自由晃動在研究車-液耦合的過程中，絕大多數(shù)情況都是由于整車外部作用力與罐體內(nèi)部液體晃動力之間的相互耦合，因此，本文重點(diǎn)探討罐式半掛車罐體受迫時的液體晃動規(guī)律。首先討論0v0時的液體運(yùn)動特征，即罐體不受側(cè)向激勵，求解液體自由晃

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-29-液體晃動對罐底中心的側(cè)傾晃動力矩：lpm()mlppmlolomlplpplppMhlhmhmamlg（3-21）式中l(wèi)m——罐內(nèi)液體總質(zhì)量(kg)；lom——液體固定質(zhì)量(kg)；mlph——單擺質(zhì)量質(zhì)心距罐底部的高度(m)；mloh——固定質(zhì)量質(zhì)心距罐底部的高度(m)。本文只研究罐內(nèi)液體的橫向等效運(yùn)動，不考慮俯仰角對液體晃動的影響，因此，側(cè)向加速度為單一輸入。由此可求得晃動力和晃動力矩與橫向加速度激勵之間的傳遞函數(shù)關(guān)系表達(dá)式如式（3-22）和式（3-23）：22()()llpllylpplylppmgmscsmFSmlascgssml（3-22）22()()llomlolmlplpmlplplpplylppcgmhsmhsmhmgMSmlascgssml（3-23）基于上述動力學(xué)模型，在Simulink中搭建液體晃動等效單擺模型如圖3-5所示：圖3-5等效單擺模型Simulink建模


本文編號：3043798