爆胎汽车动力分析及其影响因素研究（开题报告)

论文题目爆胎汽车动力分析及其影响因素研究选题来源口国家级、口省部级、口厅局级、口横向、☑自拟论文类型口工程设计、口理论研究、口实验研究、口计算机仿真、☑综合论文开题日期2023年12月是否涉密口是☑否一、立题依据1、研究目的和意义随着世界经济的高速发展，高速公路建设非常迅速，其不仅给人们的出行带来便利，而且促进了各个城市之间的经济交流，起着非常重要的作用。但在高速公路飞速发展的同时，车辆安全行驶问题得到了广泛的关注。高速公路是交通事故多发地，而其中由于轮胎爆胎而导致的事故占总数的40%以上，由爆胎事故导致的人员伤亡人数也占各类交通事故的50%以上山。轮胎是车辆唯一与地面接触的部分，其依靠轮胎与地面的摩擦产生行驶的动力，但过快的车速会导致轮胎在工作中反复形变。材料因摩擦产生热量，轮胎与车辆之间、轮胎与路面之间以及外胎与内胎之间都会因摩擦产生热量，导致轮胎温度快速升高，材料机械能下降，此时轮胎受到外界冲击时将会产生内裂，从而引起爆胎。同时，轮胎压力过高或者过低都会引起爆胎事故的发生。当胎压过低时，轮胎胎臂会在载荷的作用下与地面接触并产生摩擦，很可能会发生爆胎：当胎压过高时，轮胎的弹性降低，汽车受到外界的冲击力更大，也易发生爆胎。由于爆胎事故频发，汽车厂商也采取了许多的相应措施，但究其事故原因，还是车辆爆胎造成轮胎和车辆动力失稳所导致的，所以探究爆胎发生后两者的动力特征以及其影响因素是至关重要且十分有意义的。本文旨在对爆胎动力分析及爆胎的主要影响因素进行探究，结合现有相关理论知识和研究，分别从胎压、温度、车速和前后轮轮胎等多个维度进行研究探析，并从不同维度分别提出有针对性的对策建议，为汽车爆胎现象研究提供参考并提高驾驶员对爆胎条件的了解降低爆胎率。2、国内外研究现状和发展趋势自高速公路高速发展以来，轮胎爆胎问题开始备受国际道路安全学界的高度关注和重视，成为诸多学者关注的热点，取得了较多的研究成果。为了全面研究爆胎对整车动力学的影响，约旦哈希姆大学机械工程系与美国亚利桑那州立大学合作建立了三维整车动力学模型，并且与Duogff轮胎模型相结合。为了确保模型的有效性，进行了一系列标准检验并使用高保真MSC Adams软件对所得到的结果进行验证。此外，在直线行驶和曲线行驶不同条件下通过一系列不同轮胎的TB0场景对车辆进行了广泛的研究。与此同时，为了研究爆胎后轮胎内支撑在车辆稳定性方面的作用，Wgxingyu等人建立了轮胎模型。利用simulink构建非线性轮胎基础模型，并根据力学特征对模型进行修正，将改进的爆胎模型导入carsim软件中，完成仿真平台搭建。结果表明轮胎内支撑对爆胎后汽车的稳定性有着不错的改善，对汽车爆胎研究具有参考意义。Yanglu等人则围轮胎垂直方向允许的最大垂直力建立了车辆动力学仿真模型，并于现有实验结果进行对比，进一步分析平台的准确性。然后，基于RMPC控制器，增强车辆在高速公路上爆胎后的稳定性。此外，还开发了一种开关分配器，用来实现爆胎后为有效轮胎分配其相应信号。最后，在仿真平台进行仿真，与传统的控制器进行对比，结果表明所提方法在弯道行驶时轮胎爆胎后车辆稳定性方面具有更好。1的效果。Bolarinwa等人基于ABAQUS软件，建立了型号P195/65R15H91的轮胎模型，通过增加轮胎的载荷来模拟轮胎的爆胎，得到了此种轮胎的极限载荷与极限胎压佝。Sathishkumar等人在分析爆胎对车辆悬架的影响后，通过识别方法，在软件中建立独立式和互联式悬架控制阀状态空间模型，基于主动悬架控制系统，在AME Sim中进行检验，仿真结果表示该方案可有效缓解车辆爆胎后发生偏移的问题忉。HouhuaJig等人则针对爆胎后车辆控制问题提出鲁棒控制法，输入前轮的转交以及偏航力矩，应用最优控制分配率调动其他三个车轮进行制动用来补偿横摆力矩，最后利用环测试验来验证车辆控制中的有效性8)。由于爆胎车辆会出现横摆甩尾等危险现象，基于UniTire模型和爆胎动力学变化，Zang Liguo等人建立了爆胎模型并搭建了Carsim/Simulink联合仿真平台，研究车辆前轮爆胎后车辆的动态变化，与此同时提出一种基于PD控制算法的外环轨迹控制和内环差动制动控制系统联合控制策略，以保证汽车爆胎后按原轨轨迹路线行驶。结果表明，与转弯方向同侧的轮胎爆胎对车辆的平衡影响较大，同时所设计的控制策略能够有效的控制爆胎后的车辆按原轨迹行驶。国内理论界关于汽车爆胎的研究也十分重视。自高速公路快速发展以来，汽车爆胎问题备受国内汽车工程学人士的关注并已成为诸多学者关注的热点，取得了较多的研究成果。其中，扬州大学黄云鹏设计了一种安全装置，首先其利用有限元分析软件ANSYS Workbench对安全装置进行静态分析，以此验证装置结构设计的合理性，其次对爆胎应急安全装置进行疲劳仿真，利用ANSYS nCodedesignLife软件对应急装置进行寿命预测，最后对安全装置进行热力学耦合仿真和散热性分析，得到装置在零压行走时不会发生断裂现象，可以保证车辆爆胎后的安全行驶。陕西理工的周鹏则建立了轮胎模型和整车模型，基于Carsim软件利用Simulink仿真验证整车模型的可靠性，其次建立“魔术公式”爆胎轮胎模型，通过对轮胎模型纵向力和侧向力变化的仿真分析，验证轮胎模型的合理性，最后提出一种爆胎后汽车稳定性控制策略，根据实验结果，得出所提出的策略可以有效改善爆胎汽车的运动状态，对汽车安全行驶具有很大帮助山。唐溧克等人则针对汽车轮胎温度与压力对安全制动问题的影响展开研究。首先着重分析爆胎前后轮胎温度与压力的参数变化，对比胎压监测系统TPMS。并分析其工作原理。此外，还建立相应的跟车模型，利用BP神经网络D控制器实现车辆安全距离的保持，利用模糊算法设计PD控制器控制制动安全距离，并采用Simulink软件进行仿真，检验其可靠性。研究可得此设计不仅能够实现数据的检测，而且可以改善爆胎后车辆的稳定性控制，降低事故的发生率)。杨仕泽等人则以汽车ABS和汽车TPMS为参考，研发建立了一种汽车爆胎后的刹车辅助系统。该系统由MPX4250压力传感器和LM016L液晶显示屏等元件组成，能有效减少爆胎概率，对驾驶员安全有着很重要的意义]。杨运生等人则针对高速公路客车爆胎和载货汽车爆胎及进行了研究，其设计了一种爆胎应急装置，前轮爆胎后，此装置可以经过一个翻转机构带动放倒爆胎刀具，从而可以使后轮顺利通过。研究结果表明，此装置满足标准的要求，效率更高。对于自动驾驶汽车的爆胎问题，陈齐平等人提出一种模糊控制的自动驾驶汽车爆胎后的控制方法，首先建立二自由度线性汽车模型，分析爆胎后轮胎参数变化导致的车辆失控问题。然后根据附着椭圆理论提出应用点刹和微调前轮转向角的方式来设计模糊控制器，并建立Carsim和Simulink联合仿真模型，对横向位移、纵向位移、车速、左右前轮制动压力进行仿真分析。结果表明基于模糊控制的自动驾驶汽车爆胎控制方法能够有效控制爆胎事故发生，提高了车辆的安全性1。针对爆胎后车辆的偏航和甩尾情况，吴奕滨等人基于Unitire模型以及爆胎力学的变化建立了爆胎模型。搭建Carsim与Simulink联合仿真平台，研究不同车速，不同载荷2和不同车轮的动力学变化。为保证车