بررسی شتاب قائم وسایل نقلیه در قوس‌های قائم با استفاده از مدل دینامیکی Multi-Body

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی فنی و مهندسی، دانشگاه بین‌المللی امام خمینی

2 دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بین‌المللی امام خمینی

10.22075/jtie.2020.19311.1435

چکیده

راحتی رانندگی و مسافت دید دو پارامتر اصلی در طراحی قوس‌های قائم جاده هستند. یکی از مهم‌ترین معیارهای اندازه‌گیری راحتی رانندگی در قوس‌های قائم، شتاب قائم است. روابط محاسبه شتاب قائم در منابع معتبر طراحی هندسی جاده ازجمله کتاب سبز آشتو بر اساس مدل جرم نقطه‌ای است که در آن خودرو به‌عنوان یک جسم نقطه‌ای داری جرم مشخص فرض شده است. با توجه به اینکه خودرو از قسمت های بسیاری تشکیل شده است، پاسخ‌های دینامیکی هر قسمت متفاوت از یک جسم نقطه‌ای است. در این تحقیق برای بررسی دقیق‌تر شتاب قائم خودرو و مقایسه با شتاب قائم حاصل از مدل جرم نقطه‌ای از نرم‌افزارهای شبیه‌سازی دینامیکی Carsim و Trucksim تحــت مدل Multi-Body (M-B) استفاده‌شده است. پاسخ‌های دینامیکی سه نوع وسیله نقلیه تحت سرعت‌ها و شیب‌های مختلف مورد بررسی قرار گرفته شده است. نتایج نشان می‌دهد بسته به سرعت وسیله نقلیه، شیب مسیر و نوع وسیله نقلیه اختلاف قابل‌توجهی بین نتایج این دو مدل وجود دارد و مدل جرم نقطه‌ای شتاب کمتری را ارائه می‌دهد. بطوریکه اختلاف شتاب قائم بین مدل جرم نقطه‌ای و مدل M-B بسته به سرعت و شیب مسیر در خودروی سواری بین 6/12 % تا 9/25 % در خودروی SUV بین 8/23 % تا 1/29 % و در کامیون بین 29 % تا 6/47 % است. با توجه به نتایج این تحقیق، استفاده از مدل دینامیکی M-B در طراحی قوس‌های قائم با توجه به شبیه‌سازی دقیتق‌تر خودرو طرح واقع‌بینانه‌تری را ارائه می‌دهد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation of Vertical Acceleration of Vehicles on Vertical Curves Using Multi-Body Dynamic Model

نویسندگان [English]

  • Bahram Shirini 1
  • َAli Abdi Kordani 2
1 Department of Technical and Engineering, Imam Khomeini International University
2 Department of Technical and Engineering, Imam Khomeini International University
چکیده [English]

Ride comfort and sight distance are two main parameters of designing roads vertical curves. Vertical acceleration is one of the most important criteria for measuring ride comfort in vertical curves. Vertical acceleration equations in geometric design of roads literatures, such as Green Book of AASHTO, are based on point mass model where vehicle is assumed to be a point object with a specific mass. Considering vehicle is a multi-body system, dynamic responses of each part of this system can be different from a point object. In this study, dynamic simulation’s CarSim and TruckSim software utilizing Multi-Body (M-B) model are used to investigate the vertical acceleration more accurately, and to compare it with the vertical acceleration of the point mass model. The dynamic responses of three types of vehicles have been investigated under different speeds and grades. The results show a significant difference between the results of the two models depending on the vehicle speed and the road grade, and the point mass model suggest less acceleration. As, difference of the vertical acceleration between the point mass model and the M-B model depending on the vehicle speed and the road grade are ranged for Sedan between 12.6% to 25.9%, for SUV between 23.8% to 29.1% and for the truck between 29% to 47.6%. According to the results of this study, to design vertical curves, the use of M-B dynamic model, according to more accurately simulate the vehicle, deliver a more accurate and realistic design.

کلیدواژه‌ها [English]

  • vertical curve
  • vertical acceleration
  • Dynamic simulation
  • Multi-Body Model