تحليل ديناميك گذراي خودروي مفصلي حامل سيال در مقايسه با خودروي مفصلي با بار صلب

Transient Dynamic Analysis of an Articulated Vehicle Carrying Liquid Compared with the Rigid Cargo Vehicle

در اين مقاله پاسخهاي ديناميكي يك خودروي مفصلي حامل سيال، شامل يك تانكر استوانهاي با سطح مقطع دايرهاي در مانورهاي حالت مانا و گذرا بررسي شده است. ابتدا يك مدل ديناميكي غيرخطي 16 درجه آزادي خودروي مفصلي توسعه داده شد و سپس با استفاده از نرمافزار تراكسيم در مانور استاندارد صحهگذاري گرديد. همچنين، اندركنش ديناميكي بين سيال و خودرو با استفاده از مدلسازي سيال درون مخزن بهوسيله روش تابع پتانسيل و يك مدل ديناميكي 16 درجه آزادي خودروي مفصلي مورد مطالعه قرار گرفته است. در روش تابع پتانسيل، گراديان سطح آزاد سيال تحت زاويه رول و شتاب جانبي مركز جرم واحد شبه تريلر، با فرض جريان سيال غيرويسكوز و با محاسبه گراديان فشار تعيين ميگردد. نتايج شبيه-سازي، اندركنش بين سيال و ديناميك خودرو را نشان ميدهند. همچنين، بررسيهاي بيشتر در اين پژوهش نشان ميدهد كه پايداري واژگوني خودروي مفصلي حامل سيال، بهشدت تحت تاثير تلاطم سيال درون مخزن قرار گرفته و آستانه پايداري واژگوني كمتري براي اين نوع خودرو نسبت به خودروي مفصلي با بار صلب، مخصوصاً در مانور تعويض خط مشاهده گرديد.

In this study, dynamic response of an articulated vehicle carrying liquid in a circular cylindrical tank at steady state and transient maneuvers has been investigated. A sixteen degree-of-freedom nonlinear dynamic model of an articulated vehicle was initially developed, then it was validated using TRUCKSIM software for standard maneuver. Dynamic interaction between the vehicle and the liquid is studied using potential function method. In potential function method, the liquid free surface gradient subjected to roll angle and lateral acceleration of the semi-trailer can be determined with assumptions of non-viscous fluid flow and calculation the pressure gradient. The simulation results show the interaction between the vehicle dynamic and liquid. Further research shows that roll stability of the articulated vehicle carrying liquid is intensely affected by sloshing of the liquid and lower rollover stability limit is observed for this vehicle than the same vehicle carrying rigid cargo, especially under lane change maneuver.