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侧风对高速行驶轿车安全性能影响的虚拟试验研究
| 论文题名： | 侧风对高速行驶轿车安全性能影响的虚拟试验研究 |
| 关键词： | 虚拟试验;行车安全;汽车侧风敏感性;汽车侧风稳定性;驾驶行为;道路线形安全性;事故多发路段 |
| 摘要： | 高速行驶汽车遭遇侧向风作用时，侧向气动力将引起轮胎侧偏，致使汽车偏离行驶方向，以致发生危险。通过对交通事故的分析发现，侧风环境中行车安全与车辆、驾驶行为、道路线形有关，探索潜在的不安全因素是预防事故的有效手段。论文采用机械动力学软件ADAMS/Car建立相关模型并进行虚拟仿真试验，结合定量与定性分析方法评价侧风中高速轿车行车安全性。 第一，论文建立了JETTA GTX轿车模型。通过分析侧风敏感性试验过程，建立了风压中心位置漂移模型和稳态、随机侧向风作用力模型，随后进行了JETTA轿车的侧风敏感性虚拟试验。结果显示该轿车满足侧风敏感性要求；车速和风速的增大都使得轿车的输出响应增大；不同载员使得整车质心沿纵向、垂向发生移动，最有利于汽车侧风敏感性的载员为只有前排两位乘员，最不利于汽车侧风敏感性的载员为车内载有驾驶员和后排两位乘员。 第二，采用ADAMS/Car驾驶员模型进行了汽车侧风稳定性虚拟试验，在该驾驶员的控制下，JETTA轿车可以安全通过侧风区；行驶车速越高，汽车具有越大的侧向加速度，前、后轮所受的侧向力、垂直力波动越大；视距越大，路线跟踪精度越低，轨迹误差越大。通过综合评价指标量化显示，在此交通环境中，轿车以110km/h行车、选择视距为22.2m时，汽车操纵性较好，安全性较高。 第三，提出了基于人-车-路虚拟试验的道路线形设计安全性评价方法；选取并构造了轨道跟踪误差、转向任务间隔、方向盘峰值转速、侧向加速度、垂直荷载和路段通行极限车速为道路线形安全性评价指标；采用EICAD和多体动力学软件ADAMS/Car实现了道路设计方案的三维建模；以安徽至浙江某高速公路线形设计方案为例进行了安全性评价试验，多数评价指标显示该设计路线安全性较好，但路段通行极限车速显示该路段前段(里程0-2.47km)行车速度分布较分散，容易诱发超速行驶，为潜在的事故多发路段。 第四，对弯道进行了侧风环境下的行车安全研究。试验结果显示，汽车在圆曲线和缓和曲线的交点处容易产生最大的侧向轨迹误差，为弯道上的事故多发点；当弯道半径逐渐减小时，汽车以一定速度通过小半径弯道比通过大半径弯道的安全性差；弯道超高对于风环境中的行车安全没有直接影响；超高设计越小，驾驶员的操纵负荷越大；路面摩擦系数对于行车安全有明显影响，结冰路面加剧了侧向风对行车安全的不利影响。 |
| 作者： | 任秀欢 |
| 专业： | 载运工具运用工程 |
| 导师： | 何杰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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