بررسي پاسخ ديناميكي و پايداري خودروهاي لولايي حمل سيال با صفحات عرضي

Dynamic Analysis and Stability of Articulated Liquid Cargo Vehicles with Tank Baffles

در اين پژوهش ديناميك و پايداري خودروهاي طويل لولايي به ويژه خودروهاي حمل سيال مورد تجزيه و تحليل قرار گرفته است. با توجه به اهميت خودروهاي حمل سيال در حمل و نقل مواد سوختي و مايع و همچنين پايين بودن آستانه پايداري اين نوع خودروها، استفاده از صفحات عرضي در مخزن آنها و چگونگي تأثير صفحات عرضي بر روي پايداري و رفتار ديناميكي خودرو مطالعه و نشان داده شده كه چنين صفحاتي مي توانند براي افزايش پايداري اين گونه خودروها مورد توجه قرار گيرند. در اين تحقيق با توسعه مدلهاي موجود براي خودروهاي حمل سيال و گنجاندن اثرات حركتي سيال در آن، ديناميك و پايداري خودروهاي لولايي مدلسازي شده است. ابتدا به كمك يك مدل عرضي خودرو، پايداري جانبي را با توجه به شتاب آستانه واژگوني تحليل كرده و با توسعه و تعميم مدل، اثر نصب صفحات عرضي در مخزن اين نوع خودروها بررسي شده است. با استفاده از مدل Yaw Plane ، پاسخ گذراي يك خودروي طويل لولايي حامل سيال تحت تأثير عوامل مختلف از جمله نصب صفحات عرضي و مانورهاي جاده اي مختلف بررسي و سعي شده است كه با تغيير پارامترهاي مؤثر، رفتار خودرو بهينه شود. در هر دو مدل ابتدا معادله هاي حاكم بر آنها استخراج شده و سپس با تدوين يك الگوريتم رياضي و يك برنامه رايانه اي براي آن، مدلهاي مزبور تحليل و نتايج شبيه سازي به صورت نمودار ارائه شده است.

Articulated liquid cargo vehicles transporting inflammable fuels and dangerous chemical products require special consideration when traveling on urban roads or cruising at highway speeds. The road safety and handling of these kinds of vehicles may be adversely affected when negotiating sharp turns or travelling on slippery roads, which may result in either lateral instabilities or complete rollover of these tanker vehicles. Moreover, directional instabilities in these kinds of vehicle may also introduce an excessive yaw swing or may initiate the jack- knifing of the articulated tanker trucks. In order to overcome the instabilities of these tanker vehicles, installation of lateral baffles in the form of separating walls in the tanker were considered. The static roll and yaw plane models of these vehicles including lateral translation of the liquid inside the tank were developed. Using the static roll model, the rollover threshold of the vehicle is analyzed and the effect of these separating walls on the stability of the vehicle is studied. The yaw plane model is then used to predict the transient response and stability of the tanker vehicle under various road maneuvers. The governing differential equations were solved numerically to obtain the simulation results and optimum values of the parameters.