汽車罐車液體晃動動力學(xué)分析與防側(cè)翻控制研究.pdf

1、近年來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展，對石油化工原料、民用綠色燃料以及其他散裝液體狀貨物的需求越來越大，而汽車液罐車運輸效率高、綜合運輸成本較低，逐漸成為公路運輸液體狀貨物的主體。
　　汽車液罐車裝載質(zhì)量大、運輸能力強，同時也使得其質(zhì)心位置較高，輪距相對于整車高度過窄，再加上罐車非滿載條件下行駛時，液體晃動使得整車質(zhì)心偏移，更是增大了其發(fā)生側(cè)翻的可能性。而液罐車運輸?shù)慕橘|(zhì)大多具有易燃、易爆或有毒的特性，一旦發(fā)生側(cè)翻，罐內(nèi)危險品泄漏后

2、，將會對駕駛員自身與周圍的人身、財產(chǎn)安全造成重大損失，同時也會對環(huán)境造成很大破壞。因此研究汽車液罐車防側(cè)翻控制系統(tǒng)，對其潛在的側(cè)翻危險進(jìn)行實時的監(jiān)控，主動調(diào)整車身姿態(tài)，對提高液罐車的側(cè)向穩(wěn)定性，避免側(cè)翻和危險品泄漏事故的發(fā)生具有重要的意義。
　　本文針對汽車液罐車轉(zhuǎn)向時，液體晃動使得其側(cè)向穩(wěn)定性下降的問題，基于主動橫向穩(wěn)定桿開展液罐車防側(cè)翻控制研究，具體研究如下:
　　1)液體受迫晃動動力學(xué)分析。根據(jù)液體受迫晃動動力學(xué)方程，

3、建立基于歐拉多相流的數(shù)學(xué)模型，并運用數(shù)值分析方法研究罐內(nèi)液體晃動對罐體的影響，在此基礎(chǔ)上分析液體受迫晃動時的質(zhì)心偏移，將液體晃動對罐車側(cè)向穩(wěn)定性的影響等效為液體質(zhì)心的橫向偏移。
　　2)汽車液罐車動力學(xué)建模?；诙囿w動力學(xué)仿真軟件ADAMS建立汽車液罐車動力學(xué)模型，并通過角階躍轉(zhuǎn)向和正弦角輸入操縱穩(wěn)定性仿真分析裝載液體和同等質(zhì)量固體的罐車側(cè)向穩(wěn)定性參數(shù)，研究液體晃動對液罐車側(cè)向穩(wěn)定性的影響。
　　3)主動橫向穩(wěn)定桿設(shè)計。依據(jù)

4、車輛轉(zhuǎn)向側(cè)傾模型研究橫向穩(wěn)定桿對車輛側(cè)向穩(wěn)定性的影響，在此基礎(chǔ)上分析橫向穩(wěn)定桿剛度與其結(jié)構(gòu)尺寸之間的內(nèi)在關(guān)系，并根據(jù)主動橫向穩(wěn)定桿工作特點，設(shè)計適用于液罐車的液壓驅(qū)動式主動橫向穩(wěn)定桿。
　　4)液罐車主動防側(cè)翻控制特性研究。基于主動橫向穩(wěn)定桿，建立以橫向載荷轉(zhuǎn)移率為控制目標(biāo)，以模糊PID為控制策略的防側(cè)翻控制系統(tǒng)，并進(jìn)行角階躍轉(zhuǎn)向和正弦角輸入操縱穩(wěn)定性仿真分析，結(jié)果表明:主動防側(cè)翻系統(tǒng)能夠提高車輛的側(cè)向穩(wěn)定性，防止側(cè)翻事故的發(fā)生。