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货车碰撞试验系统动力学分析研究

闫治祥  
【摘要】: 随着我国公路运输事业的高速发展,交通事故急剧攀升,由传统捆扎方法运输货物的货车在事故中捆扎系统极易失效,货物易散落出现二次事故,造成更大经济损失,因此货物捆扎器的捆扎标准研究与制定具有重大的意义。 捆扎标准的研究与法规的制定需要以试验数据为依据,而完全基于实车碰撞模拟测试虽数据真实可靠,但成本过高,不适于重复试验,且我国目前尚无专门针对货物约束系统性能进行碰撞试验研究的装置。因此,设计成本低,可重复试验,碰撞效果好的货车安全碰撞试验台迫在眉睫。 本文通过研究国内外安全碰撞试验的现状与特点,结合本课题被动安全试验的需要,提出了两种缓冲吸能方案进行对比研究。首先,碟簧组合的缓能,在对比三组碟簧6种系列的缓冲吸能效果后,得出碟簧组合刚度、所占空间、质量均较大,缓能量欠佳,不宜单独应用于缓能,需要配合其他缓能系统才能发挥其特长。其次,新型可调节式液压缓冲吸能,阐述了其结构与工作原理,并建立相应的数学模型,采用MATLAB/Simulink软件进行了仿真优化,得出了与法规相近的波形图,突出了可调节装置的功能优点,计算出了合理的公式用于指导实践。其优点如下:针对不同质量和速度的碰撞试验台车,可以通过旋转液压缓冲装置尾部突起的角度旋转装置,调整角度θ从而产生合适的缓冲力与减速度波形图,以达到合理的碰撞效果。并针对缸壁阻尼孔的布置进行了设计,具有很高的实用性。 同时以北汽福田某款中型运输货车为原型,对其车架进行了三维参数模型设计和有限元分析。并且针对车架强度进行了速度v=10m/s的碰撞模拟试验,满足碰撞试验要求,针对车架刚度问题进行了静力载荷的挠度变形分析,检验结果显示车架不会发生大的挠度变形,可以满足试验要求。 最后总结全文,讨论了货车碰撞试验需要完善的部位,为以后货车碰撞试验装置的开发、完善提出了参考。


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