تحلیل بکارگیری تغییرات بربلندی غیرخطی در قوس‌های کلوتوئید-کلوتوئید در راه‌های برون‌شهری بر اساس مدل سیستم تعلیق یک چهارم خودرو

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه بین المللی امام خمینی قزوین ایران

10.22075/jtie.2021.22908.1519

چکیده

قوس‌های افقی بخش مهمی از زیرساخت‌های جاده‌ای می‌باشند. تامین ایمنی و راحتی رانندگی در این بخش‌ها همواره مورد توجه محققین بوده است. با توجه به ماهیت هندسی و به ویژه تغییر خمیدگی مسیر و وجود بربلندی ، قوس‌های افقی بیش از سایر قسمت‌های جاده مستعد بروز حادثه می‌باشند. دستیابی به بربلندی بیشینه در قوس‌های افقی دایره‌ای از مسیر مستقیم ، عمدتا به شکل یکنواخت خطی انجام می‌شود. قوس‌های کلوتوئید به عنوان یکی از کاربردی‌ترین انتخاب‌ها جهت اتصال بین قوس دایره‌ای و مسیر مستقیم، در غیاب قسمت دایره‌ای ( ناشی از محدودیت‌های هندسی و یا انتخاب اولیه طراح ) ، می‌توانند بصورت ترکیبی کلوتوئید-کلوتوئید در نظر گرفته شوند که در این صورت تغییرات خطی بربلندی تا قسمت بیشنه ( نقطه اتصال دو کلوتئید ) و سپس نزول ناگهانی خطی تا پایان کلوتئید دوم می‌تواند مشکل ایمنی و راحتی سرنشینان را در پی داشته باشد. در این تحقیق به منظور رفع این مشکل ، استفاده از تغییرات بربلندی غیرخطی در محل اتصال دو قوس کلوتوئید مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور مدل سیستم تعلیق یک چهارم خودرو جهت مطالعه شتاب قائم مورد استفاده قرار گرفت. بر اساس نتایج تحقیق با بکارگیری تغییرات بربلندی خطی در قوس‌های کلوتوئید- کلوتوئید، در محل شروع کلوتوئید و یا محل اتصال دو کلوتوئید، شتاب قائم بالاتر از آستانه شروع ناراحتی انسان ( شتاب 8/0 متر بر مجذور ثانیه ) - بر اساس سرعت خودرو - بسیار محتمل خواهد بود ( حتی سه برابر حد یاد شده ) و با بکارگیری روش‌های غیرخطی درجه 2 و درجه 3 ، شتاب‌های قائم به مقادیری کمتر از 8/0 کاهش خواهند یافت.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Analysis of applying nonlinear superelevation attaining in spiral-spiral alignments in suburban highways based on quarter car suspension model

نویسندگان [English]

  • hossein pourkhani
  • Aَli Abdi Kordani
Imam Khomeini International University, Ghazvin, Iran
چکیده [English]

Horizontal alignments are one of the most important parts of road infrastructure. Safety and driving comfort in these areas has always been the focus of researchers. Due to the geometric nature and especially the change in the curvature of the road and the existence of superelevations, horizontal alignments are more prone to accidents than other parts of highways. Superelevation attaining based on current methods has liner form. Spiral transition curves as one of the most practical options for connecting between a circular alignment and a straight path, in the absence of a circular part (due to geometric constraints or the designer's initial choice) can be considered as a spiral-spiral combination. In this case, linear increase in path edge elevation from start to top (the point of connection of the two spirals) and then a sudden linear descent to the end of the second spiral can cause problems for the safety and comfort of the vehicle passengers. In this study, in order to solve this problem, the use of nonlinear superelevation attaining at the junction of two spiral alignments has been investigated. For this purpose, the quarter car suspension model was used to study the vertical acceleration .According to the research results, by applying linear superelevation attaining in the spiral-spiral alignments, at the starting point of the spiral or at the junction of two spirals, vertical acceleration above the ride comfort range (0.8 m/s2), based on vehicle speed, will be very probable (even three times the value of 0.8 m/s2). In the other hand by using non-linear methods as combined parabolic and cubic equations, the mentioned accelerations will be reduced to values less than 0.8 m/s2.

کلیدواژه‌ها [English]

  • superelevation attaining
  • spiral-spiral alignment
  • horizontal alignment
  • road safety
  • quarter car suspension model

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 17 خرداد 1400
  • تاریخ دریافت: 24 اسفند 1399
  • تاریخ بازنگری: 06 خرداد 1400
  • تاریخ پذیرش: 17 خرداد 1400