侧风影响下车辆侧翻事故的仿真研究与分析

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1、东南大学硕士学位论文侧风影响下车辆侧翻事故的仿真研究与分析姓名：时晓杰申请学位级别：硕士专业：交通运输工程指导教师：何杰2012摘要侧风会改变行驶中车辆的运动状态，使其受到的侧向作用力迅速增加，造成车辆的侧向失衡，导致车辆驶离既定的路线或者翻车。侧风引起的车辆侧翻事故作为单车事故的一种重要形式，虽然在总的交通事故中所占比例不大，但往往会造成严重的人员伤亡和巨大的财产损失，因此，探讨不同车型在侧风作用下的行驶安全具有重要意义。本文采用机械系统动力学软件ADAMS／Car建立模型进行虚拟仿真试验，从不同风速和车速

2、条件出发，研究不同车型在侧风环境中发生侧翻的倾向性，并基于道路线形展开具体研究，得出车辆即将侧滑时的临界风速值，并给出了侧风环境中的行车安全措施。论文首先建立了风．车．路仿真系统。使用ADAMS／Car建立了小轿车和大客车的多体自由度虚拟仿真模型，同时结合研究的目的，在侧风模型的构建过程中忽略车辆进出侧风区时风压中心的变化：采用DICAD和ADAMS／Car建立了反应实际道路情况的三维道路模型；从而实现了完整的风．车．路仿真环境的构建。其次，基于建立的风．车．路仿真模型，进行侧风作用下车辆侧翻倾向性的开环和闭

3、环仿真研究，该仿真主要通过车速和风速的改变研究车辆的侧翻倾向性。通过仿真分析可以得出，侧风环境下大客车较小轿车更易侧翻，并且车速和风速的增加对车辆的侧翻倾向性影响较大，高速行驶的小轿车侧风侧倾性明显增加。同时，利用SAS中的双因素分析法分析车速和风速对车辆侧翻的影响，得出两种因素对车辆的侧翻都有一定的影响，但对不同的车型影响程度不同。再次，利用该仿真系统对车辆侧滑的临界风速值进行研究。具体来讲，基于建立的道路模型，仿真分析了车辆较易发生侧翻的位置，并通过改变该位置中圆曲线的半径及车速，得出了不同道路位置和车速

4、条件下车辆侧滑的临界风速值，试验结果表明，车辆侧滑的临界风速值随着车速的增加和道路圆曲线半径的减小而减小，并且在雨天条件下侧风对车辆的侧翻影响更大。最后，在融合前文研究的基础上，提出了在侧风环境中的行车安全措施，并且构建了符合我国国情的公路风速预警系统，为减少侧风下的交通事故提供参考。关键词：虚拟试验；侧风；侧翻事故；道路线性；行车安全；风速预警系统AbstractThevehiclesinhighspeedmightbeblownoverorslidewhentheymeetwithcrosswindwhi

5、chwouldchangedrivingsituationofthevehicleandmagnifythelateralforceofthevehiclesmanytimes．VehiclerolloveraccidentcausedbycrosswindiSanimportantsinglevehicleform．Althoughitaccountsforaverysmallproportionofallvehicleaccidents．itoffencausesseriouscasualtiesandg

6、reatlossofproperty．Thereforeitisofgreatsignificancetostudythesafetyofdifferentvehiclemodelsaffectedbythecrosswind．Inthispaper,therelatedmodelsweresetupandthesimulationtestswereconductedbyusingmulti．bodvdynamicssoftwareADAMS／Car．Thenthepaperinvestigatedthero

7、lloverofdifferentvehiclemodelsunderdifferentwindspeedandvehiclespeed．Moreresearcheswereconductedbasedontheroadalignmentandmeanwhilecorrespondingtrafficsafetymeasureswereproposed．Firstly,thesimulationsystemofwind-car-roadWasestablished．ByusingthesoftwareofAD

8、AMS／Car,acarmodelandabusmodelwerebuilt．ThemodelofthewindWasestablishedandthepressurecenter’SshiftWasignoredconsideringthepurposeofthestudy．Thethree-dimensionalmodelofroadwasbuiltbyusingthesoftwareofDIC