汽車罐車流固耦合分析及整車側(cè)向穩(wěn)定性研究.pdf

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

2、將嚴重影響罐車的側(cè)向穩(wěn)定性。因此，對罐車等危險品運輸車輛的側(cè)向穩(wěn)定性評價及防側(cè)傾、側(cè)翻主動控制已成為制造企業(yè)和科研院所關(guān)注的熱點。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴罐體和罐內(nèi)液體的動力學研究。針對罐內(nèi)部分裝載時液體受迫晃動可能引起液體小幅平移振動或繞罐體縱向軸線的旋轉(zhuǎn)晃動，甚至重新定位或飛濺等強非線性現(xiàn)象，分別對罐內(nèi)液體在上述情況下的晃動動力學特性進行了研究，推導出液體受迫晃動動力學方程，并得到液體晃動對罐壁的作用力和轉(zhuǎn)矩方程。⑵基于F

3、luent軟件對罐車高速轉(zhuǎn)彎時罐體內(nèi)液體橫向晃動進行流固耦合數(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，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中軸線附近位置。⑶運用Trucksim軟件對罐車整車及道路進行建模，并結(jié)合液體瞬時質(zhì)心偏移數(shù)據(jù)，對部分裝載時罐車在高速轉(zhuǎn)向

4、工況下的罐內(nèi)液體晃動進行分析，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，可以使罐車橫擺角速度及側(cè)傾角變化最小，側(cè)向穩(wěn)定性較高，側(cè)傾趨勢最小。⑷罐車高速轉(zhuǎn)彎行駛時側(cè)向穩(wěn)定性主動控制研究?；谲囕v系統(tǒng)動力學理論，建立罐車高速轉(zhuǎn)向行駛時的動力學模型，以車輛橫向載荷轉(zhuǎn)移率為評價指標，通過對罐車空氣彈簧懸架系統(tǒng)進行主動控制，從而實現(xiàn)的防側(cè)翻主動控制。仿真結(jié)果表明:有控制罐車在仿真中沒有出現(xiàn)側(cè)翻、橫擺失穩(wěn)現(xiàn)象，始終