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半挂汽车列车弯道行驶工况下轴偏角对行驶稳定性影响的仿真分析
摘要：
本论文主要针对半挂汽车列车在弯道行驶工况下的轴偏角对行驶稳定性的影响进行了仿真分析。文章首先介绍了半挂汽车列车的基本构造和弯道行驶时的车辆运动特征，然后通过建立汽车模型和仿真模型，对不同轴偏角下的车辆运动参数进行了分析和对比。最后，通过比较仿真结果，得出了轴偏角对行驶稳定性的影响。
关键词：半挂汽车列车；弯道行驶；轴偏角；行驶稳定性；仿真分析
引言：
半挂汽车列车是指由引车和挂车组成的车辆，其中挂车与引车采用半挂式连接。半挂汽车列车因具有运载能力大、运输效率高等优点，被广泛应用于物流和运输行业。然而，在弯道行驶工况下，半挂汽车列车由于挂车转向不灵敏和转弯半径较大等问题，其行驶稳定性可能受到影响。
为了研究半挂汽车列车在弯道行驶工况下的行驶稳定性，本论文采用了仿真分析的方法，通过建立汽车模型和仿真模型，研究轴偏角对行驶稳定性的影响，希望为半挂汽车列车的设计和运营提供参考建议。
1.半挂汽车列车的基本构造和弯道行驶时的车辆运动特征
车辆构造：半挂汽车列车由引车和挂车组成，其中挂车与引车采用半挂式连接。挂车有一个或多个轴，通常安装在挂车的中央位置，以此减小质量集中和对轮胎的磨损。挂车与引车的连接处通过支架、前支架、球头等组成，连接处还设置有减震器以减少振动。
弯道行驶时的车辆运动特征：半挂汽车列车在弯道行驶时，由于挂车与引车是通过半挂式连接，误差较大，挂车不容易转向。同时，转弯半径较大，车辆侧向加速度较大，容易造成车辆失控或侧翻。车辆的稳定性受到挂车重心距离转向轴的距离、挂车的轴距和角度、挂车的质量分布等因素的影响。
2.建立汽车模型和仿真模型
以MATLAB/Simulink工具为基础，建立了半挂汽车列车运动学模型和仿真模型。其中，运动学模型采用双峰模型进行建立，对车辆的运动参数进行计算和分析，包括转向角、方向盘转角、车轮转角、转向轴偏角等。仿真模型则建立了半挂汽车列车在弯道行驶工况下的动力学模型，分析了车辆的动力学特性和行驶稳定性。
模型参数：半挂汽车列车的尺寸参数、重量参数、惯性参数、轮胎参数等。
3.仿真分析
模拟在不同转弯半径下，半挂汽车列车的稳定性情况。当转向轴偏角很小的时候，车辆的稳定性较好，无侧滑和侧倾现象，车辆沿着弯道匀速行驶；当转向轴偏角较大时，车辆侧向加速度增大，侧滑和侧翻现象可能发生。同时还发现车辆的稳定性与挂车的质量分布、轴距和角度有关，这些因素对车辆的行驶稳定性有一定的影响。
4.结论
通过分析和对比不同轴偏角下的车辆运动参数，得出以下结论：
（1）轴偏角对车辆的行驶稳定性有明显影响，当转向轴偏角较大时，车辆的稳定性较差。
（2）挂车的质量分布、轴距和角度也会影响车辆的行驶稳定性。
（3）针对上述影响因素，可以优化车辆结构设计、改变挂车的质量分布、调整轴距和角度等措施，提高半挂汽车列车在弯道行驶时的行驶稳定性。
参考文献：
[1]杨少吉.高速铁路轨道车辆轴力偏差研究.铁道交通与装备,2006(1):41-44.
[2]段智强.轮胎轮向偏差对汽车操纵稳定性影响的仿真分析.汽车技术与节能,2010(6):36-40.
[3]刘雪峰.基于MF-Tyre的汽车方向稳定性仿真与分析.湖南理工学院学报,2011(1):139-142.