بررسی پارامتری پایداری جانبی و واژگونی سه چرخه نوع تدپل (tadpole) با استفاده از آنالیز حالت پایا و عددی

مصرف انرژی کمتر، آلودگی هوای کمتر، ابعاد کوچکتر و هزینه های ساخت کمتر از مزایای خودروهای سه چرخ نسبت به خودروهای چهارچرخ و ظرفیت حمل بار کمتر و احتمال واژگونی بیشتر هنگام عبور از پیچها از معایب آنها می باشد. در این پژوهش، پایداری جانبی و واژگونی یک سه چرخه خوابیده انسان- محرک تدپل موسوم به «آخار» به روش نظری و عددی در حالت پایا مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. هدف از این پژوهش، یافتن پارامترهای طراحی موثر بر معیارهای سنجش پایداری (نرخ یاء و شتاب آستانه واژگونی)، میزان تاثیر هر کدام و مقادیر بهینه برای هر یک از پارامترها جهت افزایش هر دو نوع پایداری در سه چرخه می باشد. برای تحلیل پایداری جانبی و رفتار سمتی، از مدل دوچرخ با دو درجه آزادی و برای تحلیل واژگونی از آستانه واژگونی شبه استاتیکی استفاده شد. برای شبیه سازی عددی حرکت گردشی سه چرخه نیز نرم افزار قدرتمند adams به کار گرفته شد. داده های مورد نیاز از سه طریق: نرم افزار، نتایج ارائه شده توسط محققین و اندازه گیری مستقیم از روی سه چرخه بدست آمد. نتایج نشان دادند که : - مدل دوچرخ با دو درجه آزادی در سرعتهای پیشروی پایین، با نتایج شبیه سازی سازگار است ولی با افزایش سرعت و زاویه فرمان اختلاف دو روش بیشتر می شود. مهمترین علت این افزایش اختلاف، عدم لحاظ انتقال جانبی بار نرمال در محور جلویی سه چرخه در مدل دوچرخ است. - تحلیل شبه استاتیکی واژگونی، شتاب واژگونی بیشتری در مقایسه با شبیه سازی دینامیکی بدست می دهد. این اختلاف ناشی از عدم لحاظ حرکت یاء در تحلیل است. حرکت یاء باعث ایجاد حرکت رول شده و به واژگون شدن خودرو کمک می¬کند. - فاصله عرضی چرخهای جلو از هم و ارتفاع مرکز ثقل، تاثیر به مراتب بیشتری بر پایداری واژگونی دارند تا بر پایداری جانبی. تاثیر جرم خودرو و سفتی جانبی تایرهای جلو و عقب نیز بر پایداری جانبی به مراتب بیشتر از تاثیر آنها بر پایداری واژگونی است. لذا می توان با افزایش فاصله عرضی چرخهای جلو و سفتی جانبی تایرهای جلو و کاهش ارتفاع مرکز ثقل، جرم خودرو و سفتی جانبی تایر عقب، هر دو نوع پایداری را همزمان در سه چرخه افزایش داد.