跨海大桥上厢式货车侧风稳定性的研究

doi:10.19562/j.chinasae.qcgc.2021.08.016

汽车工程 ›› 2021, Vol. 43 ›› Issue (8): 1238-1247.doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2021.08.016

跨海大桥上厢式货车侧风稳定性的研究

袁志群^1,^2,⁵(),吕恒庆^1,⁵,林立³,林晓波⁴,高秀晶^1,⁵

^1.厦门理工学院机械与汽车工程学院，厦门 361024
^2.中南大学，轨道交通安全教育部重点实验室，长沙 410075
^3.厦门理工学院土木工程与建筑学院，厦门 361024
^4.福州大学土木工程学院，福州 350116
^5.福建省客车及特种车辆研发协同创新中心，厦门 361024

收稿日期:2021-01-12 修回日期:2021-03-11 出版日期:2021-08-25 发布日期:2021-08-20
通讯作者: 袁志群 E-mail:yzqhnu@163.com
基金资助:
国家自然科学基金(51708472);福建省自然科学基金(2020J01275);福建省高校产学合作项目(2020H6022);福建省交通运输科技项目(202022);厦门市科技计划重大项目(3502Z20191019);福建省科技创新平台项目(2016H2003)

Study on Crosswind Stability of Van Truck on Sea⁃crossing Bridge

Zhiqun Yuan^1,^2,⁵(),Lü Hengqing^1,⁵,Li Lin³,Xiaobo Lin⁴,Xiujing Gao^1,⁵

^1.School of Mechanical and Automotive Engineering，Xiamen University of Technology，Xiamen 361024
^2.Central South University，Key Laboratory of Traffic Safety on Track，Ministry of Education，Changsha 410075
^3.School of Civil Engineering and Architecture，Xiamen University of Technology，Xiamen 361024
^4.College of Civil Engineering，Fuzhou University，Fuzhou 350116
^5.Fujian Collaborative Innovation Center for R&D of Coach and Special Vehicle，Xiamen 361024

Received:2021-01-12 Revised:2021-03-11 Online:2021-08-25 Published:2021-08-20
Contact: Zhiqun Yuan E-mail:yzqhnu@163.com

摘要/Abstract

摘要：

建立了跨海桥上厢式货车的空气动力学和系统动力学单向耦合数值计算模型，并经风洞试验验证。对该模型进行仿真，以研究桥上货车在阶跃阵风作用下的高速气动稳定性，比较分析了不同类型和结构参数的挡风屏障的抗风性能及其对汽车气动稳定性的影响规律。最后提出了桥上汽车风致行车安全和桥梁抗风设计的量化评价方法。

关键词: 厢式货车, 侧风稳定性, 单向耦合法, 风致行车安全, 挡风屏障, 瞬态响应

Abstract:

An aerodynamics and system dynamics-based unidirectional coupling numerical model for a van truck on the sea-crossing bridge is established and verified by wind tunnel test. Then a simulation is conducted to study the high-speed aerodynamic stability of a truck on the bridge under the action of step gust and comparatively analyze the wind-resistance performance of the wind barrier with different types and structural parameters and its effects on the aerodynamic stability of vehicle. Finally， a quantified evaluation method for the wind-induced diving safety and the wind resistance design of bridges is put forward.

Key words: van truck, crosswind stability, unidirectional coupling method, wind?induced driving safety, wind barrier, transient response

袁志群,吕恒庆,林立,林晓波,高秀晶. 跨海大桥上厢式货车侧风稳定性的研究[J]. 汽车工程, 2021, 43(8): 1238-1247.

Zhiqun Yuan,Lü Hengqing,Li Lin,Xiaobo Lin,Xiujing Gao. Study on Crosswind Stability of Van Truck on Sea⁃crossing Bridge[J]. Automotive Engineering, 2021, 43(8): 1238-1247.

图/表 28

图 1

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表 1

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参考文献 18

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项目	F_x/N	F_y/N	F_z/N
数值计算	1.535	-10.646	0.377
风洞试验	1.585	-10.982	0.346
误差	3.15%	3.06%	8.96%

参数	单位	数值
车身宽度w	mm	2 400
车身高度h	mm	3 900
车身长度l	mm	8 500
质心到前轴的距离l_f	mm	2 500
质心到地面的高度h_z	mm	1 620
前悬刚度K_sf	N/m	250 000
前悬阻尼C_sf	N?s/m	15 000
后悬刚度K_sr	N/m	700 000
后悬阻尼C_sr	N?s/m	30 000
车体侧倾惯量I_xx	kg?m²	2 283.9
车体俯仰惯量I_xx	kg?m²	35 402.8
车体横摆惯量I_xx	kg?m²	34 802.6
整车质量G（空载）	kg	4 455

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