侧风对行车安全影响分析

以获得不同强度侧风作用下汽车所受横摆力矩及升力的大小为目的,运用仿真软件Fluent对三种不同强度风力作用下高速行驶轿车所受横摆力矩与升力大小做出对比,结果显示车速一定而侧风强度增加时,汽车所受的横摆力矩及升力会随侧风强度的增加而增加,威胁到汽车的行车安全.     

基于交通仿真的高速公路桥隧结合段交通安全评价方法

针对高速公路桥隧结合段特有行车环境,考虑行驶速度、桥面侧风、天气条件、车辆类型、道路线形等影响因素,根据车辆动力学性能确定仿真试验的响应指标,建立安全评价指标体系;采用TruckSim、CarSim车辆动力学仿真软件对车辆驶出隧道进入桥梁这一过程进行模拟分析,获取不同车型在不同天气下的侧向偏移量、偏航角、横摆角速度、侧向加速度、最大偏移量位置等响应指标的变化规律;采用组合赋权法确定各响应指标权重,通过模糊综合评价方法计算多场景下的综合风险值,划分安全风险等级;基于响应面法建立行车安全风险预测模型,并对河南省渑池—洛宁高速公路桥隧结合段进行交通安全性分析。研究结果表明：在桥隧结合段行驶过程中,对小型车行车安全而言,行驶速度影响最大,其次是天气条件,桥面侧风影响最小;对大型车行车安全而言,桥面侧风影响最大,其次是天气条件,行驶速度影响最小。提出的安全车速建议值可为制定动态车速限制策略提供技术支持。     

基于道路几何参数的弯道临界安全车速模型

为了准确掌握不同道路几何参数与弯道临界安全行车速度之间的关系,建立了一个多维度道路设计临界安全速度数学计算模型。通过Trucksim软件选取某大型车辆分别建立不同道路超高、弯道半径与安全行车速度的仿真试验,采用最小二乘法对数据散点进行拟合与验证,然后通过正交仿真试验得出交互影响下的仿真数据,曲线拟合出针对道路几何参数的二元多项式回归数学模型。将《公路路线设计规范》中一般值和极限值路况下设计安全速度和该模型计算出的临界安全车速进行线性对比,并采用某工况通过本研究的计算模型得出的安全车速与其他具有代表性的传统计算模型和Lee模型进行对比,结果表明,本研究数学模型是有效可靠的,在某工况下精度误差最小;并且随着弯道半径和超高的提高,临界安全车速与设计安全速度的差距在逐渐增大。     

基于AFS与DYC的车辆侧风稳定性控制研究

为了研究提高高速车辆侧风稳定性的主动控制方法,建立了考虑侧风作用下的车辆八自由度非线性动力学模型,采用基于分段线性轮胎特性二自由度模型作为参考模型,分别设计了多柔性PID主动前轮转向(AFS)和LQR最优控制直接横摆力矩控制(DYC),对比分析了在两种典型工况下,两种不同主动控制方法对高速车辆侧风稳定性的控制效果.研究结果表明:侧风直线行驶工况下DYC操作性、稳定性、轨迹保持能力方面均优于AFS,纵向动力学性能方面AFS优于DYC;侧风前轮转角正弦输入工况下AFS与DYC在操作性、稳定性、轨迹保持能力方面差别不大,纵向动力学性能方面AFS明显优于DYC.     

集装箱半挂车在侧风作用下行驶稳定性分析

集装箱半挂车在侧风作用下易发生行驶方向跑偏和折腰现象,影响稳定行驶,通过对集装箱半挂车在侧风作用下运动规律的求解,并以一定的标准来评价侧风下的行驶稳定性,提出了一些提高行驶稳定性、保证行车安全的措施。     

分布式驱动电动汽车直线行驶双模式控制

为使分布式驱动电动汽车在不同工况下能够保持直线行驶,摒弃传统的单一控制变量和单一控制模式的方法. 基于CarSim和Matlab/Simulink联合仿真平台,针对车辆在不同工况下的受力特点和不同控制方法的控制特点,提出双模式控制策略. 即在车辆行驶速度较低且侧向风速度较小时,采用带有加权比重的侧向位移和横摆角联合控制的终端滑模变结构控制模式;在车速较高且侧向风速度较大时,利用模糊控制对无法建立精确数学模型的系统具有很好控制效果的特点,对横摆角采用模糊控制模式. 研究结果表明,车辆在低速行驶和高速行驶,有侧向风和无侧向风的情况下,均能很好地维持直线行驶. 该控制策略比传统的单变量侧向位移终端滑模控制和单变量横摆角终端滑模控制的效果都要好,精度更高,大大地提高了车辆的行驶安全性.     

考虑风作用的公路限速值

为研究风对交通安全的影响,选择小客车和集装箱车为典型车型,采用风洞试验方法,进行了均匀流的风场模拟,得到了小客车和集装箱车受到的风作用力.以汽车动力学原理为基础,分析了汽车在弯道路段的行驶状态,建立了考虑风作用的汽车安全行驶的车速计算模型,得到了不同风速和设计速度条件下典型车型的限速值.研究结果表明:汽车受到的风作用力随风等级增加而增加;相同等级的风作用下,集装箱车受到的风作用力远大于小客车受到的力;公路设计速度越高,风力对限速值影响越大.研究成果量化了风对行驶车辆的影响,可为大风频发区的公路安全运营提供理论基础和指导.     

真空管道车辆活塞风的气动特性与变化规律

活塞风是真空管道运输内流场的主要气动特征,掌握活塞风的基本特征和变化规律,是合理有效控制管道流场的基础.文中采用计算流体力学方法,结合动网格技术,分析、探讨了活塞风的产生机理,气动特性和真空度、阻塞比、行车速度等作用条件对活塞风的影响.研究发现管道中的空气在车辆行驶过程中会被压缩、膨胀,产生压缩波和膨胀波并对车辆的行车阻力产生影响;通过不同真空度、阻塞比和行车速度的系列组合计算,发现车辆的行车阻力会随着阻塞比的增大、压强的上升、速度的提高而变大,当速度提高到一个阈值时,车辆行车阻力的上升开始变缓.     

汽车弯道防侧滑/侧翻控制器设计

对自动化公路系统弯道上汽车防侧滑/侧翻控制系统进行了研究.在汽车驶入弯道前计算安全车速,建立车辆运动学模型,采用积分反推方法设计了直道制动减速阶段的速度控制器,通过引入虚拟控制变量设计了弯道车道保持阶段的位姿控制器.根据车辆动力学简化模型设计了动力学控制器进行仿真试验,车辆以安全车速通过弯道.试验表明所设计的控制器具有快速、准确跟踪和全局稳定的特性,能有效避免发生侧滑/侧翻的危险工况,保证车辆行驶安全性和方向稳定性.     

侧风对汽车行驶的影响

车辆行驶过程中经常受到侧风的作用,为详细分析侧风对汽车行驶的影响,建立了汽车存在侧向力干扰时的动力学模型,分析车辆的跑偏情况,给出跑偏量计算公式.为验证动力学模型,进行了实车试验.在样车质心的前后施加侧向干扰力的直线行驶试验,揭示出四轮等转矩驱动时,车辆跑偏方向与侧向干扰力绕车辆质心的横摆力矩方向相同,跑偏量随侧向干扰力矩增加而增大.试验最终结果与理论值一致,为深入研究侧风对汽车行驶的影响提供了借鉴.