مدلسازی دینامیکی واژگونی خودرو

یکی از اساسی ترین انواع تصادفات که هنوز فاقد محافظت لازم برای سرنشین است واژگونی خودرو میباشد و اجرای واژگونی خودرو به منظور استخراج نتایج تجربی برای پژوهشگران بسیار پرهزینه و مشکل است. بنابراین استفاده از مدل های ریاضی مناسب برای مطالعه ی واژگونی بسیار مفید می باشد. رفتار دینامیکی خودرو حین واژگونی به مشخصات دینامیکی خودرو بستگی دارد. برای مطالعه ی واژگونی بایستی شرایط خودرو در آستانه ی واژگونی مورد بررسی قرار گیرد تا پارامترهای سیستم تعلیق و سایر مشخصه های خودرو بر اساس آن طراحی شوند و امکان افزایش مقاومت در برابر واژگونی فراهم آید. نظر به اینکه رفتار تایر در واژگونی خودرو موثر است لذا در این تحقیق ابتدا رفتار تایر و مشخصه های آن مورد بررسی قرار می گیرد سپس مدل مناسبی جهت مطالعه ی واژگونی خودرو ارائه می شود و ضمن مطالعه ی تاثیر رفتار تایر و مشخصه های دینامیکی خودرو بر واژگونی، منحنی تغییرات زاویه ی رول و شتاب جانبی بر حسب زمان در تست های j-turn و fishhook در سرعت های مشخص به صورت تئوری برای یک خودرو استخراج می شود. برای صحه گذاری نتایج از داده های تئوری و تجربی ارائه شده در ادبیات فن استفاده می شود. در این تحقیق ابتدا در مورد دینامیک مرکز جرم خودرو و روابط مربوط به شتاب مرکز جرم خودرو صحبت می کنیم. سپس شتاب جانبی خودرو در حالت شبه استاتیکی را بیان کرده و به تفصیل به شتاب آستانه ی واژگونی، پارامترهای موثر در آن و مدل کامل خودرو همراه با رول و یاو می پردازیم. در واقع مدل از یک مدل بسیار ساده شروع شده و با اضافه شدن درجات آزادی و بهینه سازی های مختلف به مدل نسبتاً پیچیده تری تبدیل می شود و تغییرات و بهینه سازی های این پایاننامه نیز در ادامه انجام شده و مدلی تعمیم یافته برای استفاده در شبیه سازی تئوری مورد استفاده قرار گرفته است. در پایان به بحث و بررسی نتایج به دست آمده در مورد مدل های مختلف خودرو ها و تغییرات در پارامترهای موثر در واژگونی پرداخته ایم. همانطور که قبلاً بحث کردیم به دلیل هزینه بر بودن و خطرات حین تست های واژگونی و همچنین کمبود امکانات لازم برای این مانورها در این تحقیق به شکل های متنوع و در خودروهای مختلف طی دو مانور j-turn و fishhook به شبیه سازی و بررسی نتایج خواهیم پرداخت. در بخش بعد برای اطمینان از صحت روش چهار پارامتر سرعت جانبی خودرو، تغییرات زاویه رول، نرخ تغییرات زاویه رول و نرخ تغییرات زاویه یاو را در یک مانور پله برای سه خودرو hatchback و notchback و station ساخته شده در یک کارخانه با مشخصات متفاوت نشان می دهیم، سپس این سه خودرو را بصورت تئوری این پایاننامه در شرایط مانورهای j-turn, fishhook قرار می دهیم.