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原文传递基于主副一体式车架的搅拌运输车侧翻稳定性分析

论文题名：	基于主副一体式车架的搅拌运输车侧翻稳定性分析
关键词：	搅拌运输车;自密实混凝土流体;动态质心;一体式车架;侧翻稳定性
摘要：	搅拌运输车在城市道路中的行驶安全性是目前工程上急需解决的难题，其频发和严重的侧翻事故对驾驶者、城市道路和工程建设中的安全有着极大的威胁。搅拌运输车整车质量大，质心位置相较于其它工程用车高且会随着流体在搅拌筒内的搅动而发生动态变化，这些特点都直接导致了搅拌运输车的侧翻稳定性较差；再者，由于驾驶员在行驶过程中的不规范的操作也更易引起侧翻事故的发生。车架作为整车装配的基体，其结构形式直接影响整车质心的高度。所以，开展搅拌筒内流体运动和车架结构对整车质心的影响研究，进而提出改善搅拌运输车侧翻稳定性的方案，对搅拌运输车的设计及行驶安全性具有重要的理论意义和工程实际价值。　　本文采用多种仿真分析方法，对混凝土流体在搅拌筒内的运动与整车质心和车辆侧翻稳定性的关系进行了分析研究，在此基础上，提出了车架主副一体式改进和搅拌筒转速主动控制的方案来提高搅拌运输车的侧翻稳定性。本文的主要内容及结论有：　　1）利用Flow-3D软件仿真验证自密实混凝土流体的流变参数，利用标定后的流变参数仿真流体在搅拌筒内的运动，得到流体质心的三向位移和侧向加速度；　　2）建立搅拌运输车弯道行驶的侧翻数学模型，利用1）中结果，分析流体质心的运动与车辆侧翻稳定性的关系，得到流体的运动使车辆的转弯安全车速降低至少2.68%，车辆的侧翻稳定性变差。在此基础上，分析搅拌筒几何结构参数：安装角度、螺旋升角、装载量及转速等对流体质心运动和车辆转弯安全车速的影响，得到可使搅拌运输车侧翻稳定性相对较高的一组参数；　　3）利用Hyperworks软件建立搅拌运输车车架有限元模型，分析流体质心偏移和侧向惯性力对车架受力情况的影响，得到车架的最大应力提高了至少13.51%，车架变形增大了至少18.60%，受力情况变差。在此基础上，对搅拌运输车车架进行一体式改进，对比分析转弯工况下两种车架结构的力学特性，一体式车架的低重心、高强度的优势可使车架的最大应力至少减少17.55%，车架变形减少了至少4.09%；　　4）利用ADAMS软件建立不同车架结构的搅拌运输车整车模型，进行多种工况下的整车仿真，得到流体质心偏移及侧向惯性力、车架结构形式、车速、转向轮转动角度、搅拌筒转速等与搅拌运输车侧翻稳定性的关系。基于以上分析结果，提出对搅拌筒转速主动控制的提高车辆侧翻稳定性的方案。　　搅拌筒内流体的运动会使车辆的侧翻稳定性降低，车架受力情况变差，改进后的一体式车架不但改善了车架的力学特性，其低重心的优势还提高了车辆的侧翻稳定性。研究得到的车辆安全车速与转弯半径、横向坡度角以及搅拌筒转速的关系，为工程上提高搅拌运输车侧翻稳定性提供了思路。
作者：	王超
专业：	机械工程
导师：	张瑞亮;刘宝乾
授予学位：	硕士
授予学位单位：	太原理工大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文