基于Trucksim的載重汽車彎道側翻仿真與分析

王瑢璇

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基于Trucksim的載重汽車彎道側翻仿真與分析

王瑢璇

（長安大學，陜西 西安 710018）

根據多體動力學軟件Trucksim構建載重汽車模型，并根據仿真結果進行瞬態側翻狀態研究。通過魚鉤工況實驗，獲得汽車的方向盤轉角、側向加速度、縱向速度、各輪胎垂直載荷、車輛偏離角、質心側偏角、航向角等狀態變量隨時間的變化規律。仿真結果可以準確的表達真實車輛的側翻特性，為實車實驗提供了參考。

Trucksim；載重汽車；側翻；魚鉤工況

前言

載重汽車對生產生活、社會發展與經濟建設都有著不可替代的作用。在我國，大約75%的物品都是由載重汽車運輸的，在美國與歐洲這一比例更高達90%左右。雖然載重汽車優點很多，但一旦發生交通事故，其損失十分巨大，造成嚴重的人員傷亡和財產損失。因此，載重汽車的安全性一直是國內外競相研究的課題。通過Trucksim構建模型，設置整車、負載、懸架、轉向系統、空氣動力學、制動系統、魚鉤工況仿真參數，并對仿真結果進行分析。

1 仿真結果分析

從圖1-圖3可以看出，通過彎道時，駕駛人轉動方向盤，從8s起方向盤角度迅速增大，10s達到最大，發生側翻。側向加速度從8s開始增大，9.6s達到最大，之后迅速減少。縱向速度在側翻后迅速下降。

圖1 方向盤角度曲線

圖2 側向加速度曲線

車輛轉彎時，簧載質量的滾動角度和偏航角均開始增大，側翻時達到最大。簧載質量的俯仰角在直線行駛時保持在-0.5°左右，轉彎時角度開始增大，在9.6秒左右達到最大-1.6。

圖3 縱向速度曲線

從圖4-圖6可以看出，一軸右側靠內輪胎的橫向載荷最先開始增大，并在側翻時達到最大。二軸右側的兩個輪胎均在第8.5秒開始增大，并且外側輪胎比內測輪胎的橫向載荷增大得塊。而一軸右側靠外輪胎的橫向載荷在整個過程中保持不變。一軸左側靠內輪胎和二軸左側輪胎的垂直載荷在轉彎時迅速減小至0，而一軸左側靠外輪胎的垂直載荷保持不變。一軸右側靠內輪胎和二軸右側輪胎的垂直載荷在轉彎時先增大后減小，而一軸右側靠外輪胎的垂直載荷亦保持不變。

圖4 右側輪胎的橫向載荷曲線

圖5 左側輪胎的垂直載荷曲線 圖6 右側輪胎的垂直載荷曲線

從圖7-圖9可以看出，一軸和二軸右側靠外輪胎的質心側偏角在整個過程中保持不變。其余輪胎的質心側偏角在轉彎時先增大后減小，其中一軸右側靠內輪胎的變化幅度最大。二軸兩側車輪的航向角在整個過程中保持不變。一軸兩側車輪的航向角在轉彎時迅速增大，并且左側車輪比右側車輪增加的幅度更大。轉彎時車輛偏離角迅速增大到-19°左右。

圖7 質心側偏角曲線

圖8 航向角曲線 圖9 車輛偏離角曲線

2 結論

利用Trucksim軟件建立整車模型，進行載重汽車彎道側翻仿真。利用魚鉤工況實驗，獲得各種狀態變量隨時間的變化規律，從而得到車輛側翻的臨界值，以避免載重汽車發生側翻事故。這對車輛防側翻控制方法的研究具有一定的參考作用，后期還可以考慮加入防側翻預警系統，并進行實車試驗。

參考文獻

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Simulation and analysis on corner rollover of truck based on trucksim

Wang Rongxuan

( Chang’an University, Shaanxi Xi’an 710018 )

Abstract: According to the multi-body dynamics software Trucksim, the truck model is constructed and the transient rollover state is studied according to the simulation results. Through the experiment of fishhooks, the steering wheel angle, lateral acceleration, longitudinal velocity, tire vertical load, vehicle slip angle, centroid side angle, heading angle and other state variables were obtained. The simulation results can accurately express the rollover characteristics of the real vehicle, which provides a reference for the actual vehicle experiment.

Keywords: Trucksim; Truck; Rollover; fishhook

CLC NO.: U471.1

Document Code: B

Article ID: 1671-7988(2018)21-89-02

中圖分類號：U471.1

文獻標識碼：B

文章編號：1671-7988(2018)21-89-02

作者簡介：王瑢璇，長安大學汽車學院，碩士在讀。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.21.031