強爆炸環境下車輛傾覆預測模型研究

廖 真，劉文祥，程 帥，童念雪，殷文駿，張德志

(西北核技術研究所，西安 710024)

車輛在使用過程中，因路面條件不佳、急彎路段操作不當、極端氣候條件[1-2](如強橫風、臺風)及外部沖擊爆炸等原因均可能造成車輛橫擺超限，并進一步引發側翻和人員傷亡事故。美國高速公路交通安全管理局對歷年來車輛事故的統計數據也表明，因車輛傾覆導致的致命事故在所有車輛致命事故中的占比高達37%，位居首位[3]。

目前，國內外研究人員在各類車輛傾覆穩定性和防傾覆控制方面開展了大量研究，取得了一系列研究成果[4-5]。如，日本鐵道綜合技術研究所[6]對橫風造成列車的傾覆問題開展了系統性研究，在綜合考慮橫風造成的風力、超離心力、橫向振動慣性力及車輛彈簧系統造成車體重心偏移的基礎上，建立了車輛臨界傾覆風速的計算方法，分析了影響車輛抗風能力的主要因素，并提出了應對橫風的技術措施。英國制定了GM/RT2142-2009《大風環境下機動車輛抗傾覆能力》技術規范[7]，專門用于評估車輛在大風環境下的運行安全性。高廣軍等[8]通過縮比棚車模型的風洞實驗研究了車輛在高橋梁線路上運行時的氣動性能，得到了氣動力矩和側滑角之間的關系，并根據靜力矩平衡原理建立了整車傾覆及車體在轉向架上傾覆的數學模型。王建鋒等[9]和韓雪雯等[10]基于模糊控制理論對重型車輛的傾覆穩定性及防傾覆控制算法進行了研究，通過設計車輛防傾覆控制器提高了車輛的抗傾覆能力。……