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路面方向扰动下重型汽车的横向稳定性及分岔、混沌运动
  • ISSN号:1000-0887
  • 期刊名称:应用数学和力学
  • 时间:2013.9.9
  • 页码:891-899
  • 分类:U461.6[机械工程—车辆工程;交通运输工程—载运工具运用工程;交通运输工程—道路与铁道工程] O322[理学—一般力学与力学基础;理学—力学]
  • 作者机构:[1]石家庄铁道大学机械工程学院,石家庄050043
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(10932006;11072159);河北省自然科学基金资助项目(E2012210025);河北省自然基金资助项目(A2012210018)
  • 相关项目:高维载重车辆-道路耦合非线性系统动力学研究
中文摘要:

针对三轴重型汽车建立了二自由度非线性人一车一路闭环模型,考虑驾驶员控制和路面方向扰动,推导了系统动力学方程.在运用Hopf分岔理论进行分析的基础上,以临界车速为评价指标,通过数值模拟研究了轴距、预瞄距离、载重量、驾驶员控制时滞和轮胎侧偏刚度对转向稳定性的影响,并确定了转向系统的数值稳定范围.另外,还通过分岔图、时程曲线、相轨线、功率谱、Poincar6图和Lyapunov指数研究了不同车速下汽车的非线性动力学响应.结果表明,随着车速的增加汽车可能发生周期运动、拟周期运动及混沌运动,汽车的横向稳定性与车辆和驾驶员参数密切相关.

英文摘要:

A closed-loop driver-vehicle-road model with two degrees of freedom (DOF) for a three-axle heavy vehicle was set up. With the influence of the road directional disturbance and driver control considered, the vehicle ordinary differential equations of motion were estab- fished. The influences of system parameters including wheelbase, preview distance, loading, time delay of driver control and tire lateral stiffness on steering stability were studied by numer- ical simulations, based on the Hopf bifurcation theory. The range of numerical stability of the steering system was also determined. Moreover, the nonlinear dynamics of this closed-loop driver-vehicle-road system at different vehicle running speeds were investigated by numerical methods, such as bifurcation, time history curve, phase trajectory, power spectrum, Poincar~ section and Lyapunov exponent. It is shown that periodic, quasi-periodic and chaotic motions may take place with the increase of running speed, and the lateral stability of the vehicle mainly depends on the vehicle and driver model parameters.

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期刊信息
  • 《应用数学和力学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:重庆交通大学
  • 主办单位:重庆交通大学
  • 主编:钟万勰
  • 地址:重庆南岸区重庆交通大学90信箱
  • 邮编:400074
  • 邮箱:applmathmech@cqjtu.edu.cn
  • 电话:023-62652450
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-0887
  • 国内统一刊号:ISSN:50-1060/O3
  • 邮发代号:78-21
  • 获奖情况:
  • 国际工程索引(EI)收录期刊,我国力学类核心期刊,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国数学评论(网络版),日本日本科学技术振兴机构数据库,美国应用力学评论,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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