侧风对高速行驶轿车安全性能影响的虚拟试验研究

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1、侧风对高速行驶轿车安全性能影响的虚拟试验研究东南大学硕士学位论文侧风对高速行驶轿车安全性能影响的虚拟试验研究姓名：任秀欢申请学位级别：硕士专业：载运工具运用工程指导教师：何杰20100111摘要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JETTAGTX轿车模型。通过分析侧风敏感性试

2、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

3、量化显示，在此交通环境中，轿车以l10km／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O．2．47kin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

4、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。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Abstractlateral、Ⅳhencarisundercross―wind．theforcewillaerodynamichigh．speedrunningthedirectioncausethetiresincar

5、fromofthetravel．Throughcornering，resultingdeviatingrelatedwithtra伍caccidents．trafficunderGROSS．windisanalysissafetyvehicle，drivingtheisalleffectivemeansofbehaviorandroadalignment．ToexplorepotentialinsecurityaccidentofmechanicalsoftwareADAMS／Car．therelatedprevention．Byusingdynamicscarmodelswereest

6、ablishedandthevirtualtestswereconducted，then，也ehigh―speedsafetyundercross．windwasevaluatedandthroughquantitativequalitativeanalysis．GTXwasthethesedanmodelestablishedinFirstly，JETTAPaper．Byanalyzingprocessautomobilecurvescubicwereofcross―windtest，thesensitivitytime―historybyinterpolationdescribedt

7、helocationofcenterandtheforceofstableandrandomgotten，whichpressurelateralwindinacertainJETTA’scross．windtestwascarriedout．speed．Then．thesensitivityTheresultsshowthatthecarmeetthedemand．也eincreaseas也eandoutputresponsess