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自动上料搅拌车操纵稳定性研究现状

  自动上料搅拌车的行驶稳定性可以分为操纵稳定性和制动稳定性两个方面。影响自动上料搅拌车行驶稳定性的因素主要有很多,大体可以分为:人(驾驶员驾驶技术)、车(车辆结构参数)、路(路面附着条件)、环境(天气情况)因素。

  
  1.国外针对自动上料搅拌车操纵稳定性的研究开始的比较早,从二十世纪初期开始,以Georges Broulhiet 在发现轮胎的侧偏现象作为开始标志;1935 年 Evan 研究了侧偏角变化对轮胎侧偏刚度的影响规律;三十年代末,数学模型开始被人们应用于自动上料搅拌车的稳态转向特性的研究中,从此开始,人们开始了对车辆动态特性的研究;

  2.六十年代以前人们主要运用单一的开环方法对车辆的操稳性进行研究;

      3.时间到了70 年代,人们开始了车辆操稳性分析方法和评价方法的研究,驾驶员模型、驾驶模拟器的应用,给人们提供了利用闭环系统研究车辆操稳性的条件,人们开始了“客观与主观结合,开环与闭环结合”的自动上料搅拌车操稳性研究方法;到了 80 年代,英、美等国开始对半挂车、农用车及大型载货车的操纵性进行研究,并开始将自动上料搅拌车的悬架、转向系、自动上料搅拌车轮胎和空气动力因数到对自动上料搅拌车操纵稳定性的影响考虑进来;90 年代以后,自动上料搅拌车技术和计算机技术的快速发展,使得车辆操稳性的研究达到了更高的水平,更多更好更先进的方法被研究出来:基于“人-车-路”的闭环系统成为基本、重要的研究方法;基于虚拟样机技术的车辆操稳性研究发展也较快,Orlandea,N 等人利用 adams 软件对自动上料搅拌车的悬架进行仿真试验[21];J.E.Bernard等人进行了重型自动上料搅拌车的动力学仿真,Daimler-Benz 公司、Ford 公司、密歇根大学等国外知名企业和研究机构都利用虚拟样机技术对车辆的操稳性进行分析和评价,到如今几乎所有的自动上料搅拌车企业都将虚拟样机技术运用到自动上料搅拌车的研发过程中。
自动上料搅拌车操纵稳定性研究现状
  在我国,自动上料搅拌车操稳性的研究较晚,始于上世纪 70 年代,清华大学和长春自动上料搅拌车研究所同时开展了对自动上料搅拌车操稳性的研究。尽管我国开展自动上料搅拌车操稳性研究的时间不长,但由于可以吸取和引进国外先进的研究成果和经验,研究进展比较快,其中具有突出成就的是吉林大学的郭孔辉院士,1981 年以来,郭孔辉院士在驾驶员模型、人—车闭环系统特性及人—车闭环系的评价方面做了大量的研究工作,并提出了评价人—车闭环系统的综合评价指标;上世纪 90 年代,郭孔辉院士在研究人—车—路闭环系统模型且考虑了自动上料搅拌车操纵性的诸多影响因素的基础上,提出了物理意义明确的各个单项总方差评价指标,并应用频率统计分析方法提出了闭环系统主动安全性的综合评价及优化设计方法,在工程实际中得到广泛应用。
自动上料搅拌车操纵稳定性研究现状
  计算机虚拟仿真技术以其特有的优势同样吸引着我国自动上料搅拌车的研究人员,其应用极大地促进了自动上料搅拌车操稳性的研究与发展。林逸、钟仲秋、吴碧磊、刘红军、时培成等人利用多体动力学仿真软件 ADAMS 建立了整车动力学仿真模型,对整车稳性进行了仿真分析,并将仿真结果与试验数据进行比较分析,并根据分析结果针对出现的缺陷进行优化;余群、尹念东、王树风等人基于桌面虚拟现实系统(Desktop Virtual Reality System)开发了自动上料搅拌车操纵稳定性虚拟试验软件仿真平台,并在试验平台上进行了双移线、蛇行线等操纵稳定性仿真分析,取得了较好的研究成果。吉林大学自动上料搅拌车动态模拟国家重点实验室运用自动上料搅拌车驾驶模拟器对自动上料搅拌车的操纵稳定性进行了分析。合肥工业大学的梅奋永利用虚拟样机技术对自动上料搅拌车的操纵稳定性进行了仿真研究,利用 ADAMS/view 软件,建立了包括车身、悬架、转向系统、轮胎、横向稳定杆等在内的整车多体动力学模型,对各部件之间的运动和联接做了深刻的分析,通过仿真实验与实际试验的对比验证了该模型合理性,通过修改各个主要特性参数研究了悬架等的特性参数对自动上料搅拌车操纵稳定性的影响,并提出了一些改善操纵稳定性的措施。
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