道路不平度对车辆货物约束系统影响的研究

摘要

目前国内正在制定捆绑器的使用规范档,必须弄清楚货物运输过程中捆绑器在各种工况下的受力情况。道路不平度对货物约束系统的激励,在运输过程中一直都存在。道路路面情况较差的时候,对货物约束系统产生的振动和冲击的危害较大,其发生事故频率较高。因此本文研究捆绑器在不同的路面激励下的受力情况,分析货物不发生散包时所需捆绑器的数量。首先本文介绍关于道路不平度的相关知识。在分析单轮时域随机输入模型产生的机理基础上,建立了车辆四轮相关随机输入的滤波模型。同时,选用EQ1156W3型载货汽车和2个浙江双友公司的TD5OB型捆绑器作为货物的约束装置,建立了道路-车辆-货物约束系统的直接捆绑和过顶捆绑两种物理模型。将货物及其约束装置等效为质量弹簧阻尼系统,计算了两种不同捆绑方式的等效刚度。根据研究问题的需要,建立了道路-车辆-货物约束系统的平面三、五自由度,空间八自由度的动力学模型。在分析路面空间频率功率谱密度、时间功率谱密度与方差之间关系的基础上,在Simulink软件中建立了道路随机信号生成模型,在车速20m/s时得到了B、C级路面的随机路面时间激励信号。根据建立的四轮路面输入时域模型,计算出C级路面下四轮随机路面时间激励信号。将空间八自由度模型转换为标准的空间状态模型,方便在软件中对道路-车辆-货物约束系统的进行计算。由于车速,捆绑角度等参数影响捆绑器的受力。利用VB软件的接口设计功能,通过VB和Matlab软件的混合编程实现计算结果可视化,方便了计算分析。最后在各种不同等级路面激励下,改变捆绑角度和车速参数,增加捆绑器个数,计算了捆绑器的受力情况。根据美国标准中,关于捆绑器使用的计算公式,捆绑8000kg的货物最少需要两根捆绑器。而实际计算的结果显示,在D、E级路面捆绑器并不处于安全工作状态,验证该方法并不适合国内情况。因此,本文计算结果为制定国家捆绑器的使用规范提供了一定的依据。

目录

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 本文研究的背景与意义

1.2 本文的研究现状

1.2.1 道路不平度的研究现状

1.2.2 车辆-货物-约束系统的研究现状

1.3 本文的主要工作

第2章 道路不平度模型

2.1 道面不平度概述

2.2 道路不平度的功率谱密度

2.3 道路不平度的统计特性

2.4 道面不平度的数学模型研究

2.4.1 谐波迭加法

2.4.2 离散时间随机序列生成法

2.4.3 AR自回归模型法

2.5 车辆四轮输入的数学模型

2.6 本章小结

第3章 货物约束系统

3.1 汽车货物约束工具的介绍

3.1.1 约束工具的选择

3.1.2 捆绑方式的选择

3.2 载货汽车的属性

3.3 货物的属性

3.4 捆绑器的选择

3.5 捆绑器数量的确定

3.6 本章小结

第4章 道路一车辆—货物约束系统数学模型的建立

4.1 道路-车辆-货物约束系统的物理模型

4.2 首先捆绑器的等效刚度及其计算

4.3 道路-车辆-货物约束系统的的数学模型

4.3.1 车辆的振动模型

4.3.2 道路-车辆-货物约束系统的的数学模型

4.3.4 空间八自由度动力学模型

4.4 本章小结

第5章 基于VB和Matlab/Simulink的道路不平度对货物约束系统工具受力影响仿真

5.1 VB软件简介

5.2 Matlab/Simulink软件简介

5.3 VB与Matlab软件的混合编程

5.4 基于Simulink道路不平度仿真及其接口设计

5.5 基于simulink的货物约束系统模型建立

5.6 道路不平度对货物约束系统的计算

5.7 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文