汽車(chē)罐車(chē)流固耦合分析及整車(chē)側(cè)向穩(wěn)定性研究.pdf

1、隨著交通運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，路網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)日趨完善，罐車(chē)等重型危險(xiǎn)品運(yùn)輸車(chē)輛的生產(chǎn)和運(yùn)輸已發(fā)生了巨大的變化。重型罐車(chē)以其運(yùn)輸效率高、綜合效益好等優(yōu)勢(shì)，已成為公路交通運(yùn)輸業(yè)中的最重要力量。同時(shí)，道路運(yùn)輸重大交通事故屢見(jiàn)不鮮，尤其是以罐車(chē)為代表的重型車(chē)輛發(fā)生失穩(wěn)、側(cè)滑和側(cè)翻等嚴(yán)重交通事故的現(xiàn)象屢次發(fā)生，并保持上升趨勢(shì)。特別是罐車(chē)在突遇危險(xiǎn)情況或高速轉(zhuǎn)向時(shí)，罐內(nèi)液體受迫晃動(dòng)將與罐體產(chǎn)生強(qiáng)烈的耦合作用，對(duì)罐體產(chǎn)生側(cè)向沖擊，液體晃動(dòng)自身的質(zhì)心偏移

2、將嚴(yán)重影響罐車(chē)的側(cè)向穩(wěn)定性。因此，對(duì)罐車(chē)等危險(xiǎn)品運(yùn)輸車(chē)輛的側(cè)向穩(wěn)定性評(píng)價(jià)及防側(cè)傾、側(cè)翻主動(dòng)控制已成為制造企業(yè)和科研院所關(guān)注的熱點(diǎn)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴罐體和罐內(nèi)液體的動(dòng)力學(xué)研究。針對(duì)罐內(nèi)部分裝載時(shí)液體受迫晃動(dòng)可能引起液體小幅平移振動(dòng)或繞罐體縱向軸線的旋轉(zhuǎn)晃動(dòng)，甚至重新定位或飛濺等強(qiáng)非線性現(xiàn)象，分別對(duì)罐內(nèi)液體在上述情況下的晃動(dòng)動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了研究，推導(dǎo)出液體受迫晃動(dòng)動(dòng)力學(xué)方程，并得到液體晃動(dòng)對(duì)罐壁的作用力和轉(zhuǎn)矩方程。⑵基于F

3、luent軟件對(duì)罐車(chē)高速轉(zhuǎn)彎時(shí)罐體內(nèi)液體橫向晃動(dòng)進(jìn)行流固耦合數(shù)值模擬，分析了縱向防波板布置形式和高度、充液比和側(cè)向加速度對(duì)罐體壁沖擊作用和液體質(zhì)心偏移的影響。結(jié)果表明:罐內(nèi)布置2塊較高(高度大于1 m)縱向防波板，罐體充液比控制在0.8附近時(shí)，可以最好的降低罐內(nèi)液體沖擊，防止液體質(zhì)心偏移，使液體質(zhì)心能盡可能保持在罐車(chē)中軸線附近位置。⑶運(yùn)用Trucksim軟件對(duì)罐車(chē)整車(chē)及道路進(jìn)行建模，并結(jié)合液體瞬時(shí)質(zhì)心偏移數(shù)據(jù)，對(duì)部分裝載時(shí)罐車(chē)在高速轉(zhuǎn)向

4、工況下的罐內(nèi)液體晃動(dòng)進(jìn)行分析，結(jié)果表明:罐內(nèi)布置2塊高度大于1m縱向防波板，罐體充液比控制在0.8附近時(shí)，可以使罐車(chē)橫擺角速度及側(cè)傾角變化最小，側(cè)向穩(wěn)定性較高，側(cè)傾趨勢(shì)最小。⑷罐車(chē)高速轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)側(cè)向穩(wěn)定性主動(dòng)控制研究?；谲?chē)輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論，建立罐車(chē)高速轉(zhuǎn)向行駛時(shí)的動(dòng)力學(xué)模型，以車(chē)輛橫向載荷轉(zhuǎn)移率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，通過(guò)對(duì)罐車(chē)空氣彈簧懸架系統(tǒng)進(jìn)行主動(dòng)控制，從而實(shí)現(xiàn)的防側(cè)翻主動(dòng)控制。仿真結(jié)果表明:有控制罐車(chē)在仿真中沒(méi)有出現(xiàn)側(cè)翻、橫擺失穩(wěn)現(xiàn)象，始終