侧风环境下厢式运输车气动特性和操作稳定性研究

作     者：张立轩 

作者单位：燕山大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张齐生;王大江;赵静一

授予年度：2020年

学科分类：08[工学] 082304[工学-载运工具运用工程] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：侧风环境 厢式运输车 气动特性 操做稳定性 优化设计 

摘      要：随着经济的发展,人们生活需求不断提高,物流运输在社会中起着至关重要的作用。道路的修建和贯通使货物运送更加便利,厢式运输车的发展极为迅速,但其本身也存在很多结构问题需不断优化。厢式运输车的外形决定了在侧风环境中行驶时车身会受到较强的气流影响,产生较大行驶阻力和侧向风力,影响车辆的燃油消耗和行驶安全性能。本文以校企合作单位研制生产的厢式运输车为基础,结合生产设计需求,对车体在侧风环境中行驶状态下所受到的正向阻力和侧向偏移值进行研究,旨在改善该车气动特性并增强操作稳定性。首先研究了厢式运输车在自然环境中行驶时的空气动力学相关问题,分析车体各向受力状态,确定影响车辆行驶的主要受力因素,为后续研究提供依据。根据车身原结构建立了数值仿真模型,使用数值仿真软件对数学模型进行模拟风洞试验,并采用车体缩比模型进行试验验证,确定了仿真结果准确可靠。在此基础上对影响车体正向受力和侧向受力的因素进行了分析,确定了车体结构的优化方向。根据厢式运输车车体结构建立多体动力学仿真模型,结合前文数值仿真得出的数据进行动力学仿真,计算一定时间内的车体极限偏移值,对该车模型在高速行驶的状态下进行操作稳定性分析。以导流罩参数和尾板角度为设计参数,正向阻力和侧向偏移值为优化目标,通过试验设计在集成优化软件Isight建立的近似模型基础上,运用遗传算法进行多目标优化研究,同时取得较低的正向阻力和侧向偏移值,改善了厢式运输车的气动特性和操作稳定性。