[发明专利]基于车辆侧翻侧滑虚拟试验的公路平曲线半径安全设计的优化方法

摘要

本发明公开了一种基于车辆侧翻侧滑虚拟试验的公路平曲线半径安全设计的优化方法，包括如下步骤：1确立优化目标函数Q(r)；2构建驾驶员‑车辆‑目标路段虚拟试验仿真平台；3获取车辆以设计速度运行的动力学指标，计算侧向加速度比率LTA_r与载荷转移率LTR_r的值；4如满足LTA_r≤0.9且LTR_r≤0.9，计算Q(r)的值，跳转至步骤6；如不满足，跳转至步骤5；5公路平曲线半径r增加Δr，重复步骤2‑4；6计算目前方案与优化目标平曲线相邻平曲线之间的线段长度l；若满足条件r≥r_max或l≤l_min，跳转至步骤7；若不满足条件，r增加Δr，重复步骤2‑4；7对不同r值虚拟试验仿真结果进行对比，选择使Q(r)值最小的r作为最优设计方案。该方法可以为处于各个阶段公路的平曲线半径设计方案的安全性提供一种快速有效的优化方法。

主权项

1.基于车辆侧翻侧滑虚拟试验的公路平曲线半径安全设计的优化方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)确立公路平曲线半径安全设计的优化目标函数Q(r)：Q(r)＝a*LTA_r+b*LTR_r；其中r为公路平曲线半径，LTA_r为侧向加速度比率，a为LTA_r的权重系数，LTR_r为载荷转移率，b为LTR_r的权重系数；侧向加速度比率LTA_r计算如下：其中，a_r为平曲线半径为r和设计超高为i时车辆以设计速度v行驶时的侧向加速度；a_s为安全侧向加速度；a_i为超高加速度；载荷转移率LTR_r计算如下：其中F_ZL为转向轴上左右轮的垂向力差值最大时的左轮垂向力，F_ZR为转向轴上左右轮的垂向力差值最大时的右轮垂向力；(2)使用Adams/Car构建驾驶员‑车辆‑目标路段虚拟试验仿真平台；(3)使用步骤(2)中构建的虚拟试验仿真平台，进行驾驶员‑车辆‑目标路段一体化多体系统动力学虚拟试验，获取车辆在目标路段上以设计速度v运行时的动力学指标，计算侧向加速度比率LTA_r与载荷转移率LTR_r的值；(4)根据步骤(3)计算得到的LTA_r和LTR_r的值，如果满足条件LTA_r≤0.9且LTR_r≤0.9，计算优化目标函数Q(r)的值，并跳转至步骤(6)进行进一步优化；如果满足条件LTA_r>0.9或LTR_r>0.9，跳转至步骤(5)进行进一步优化；(5)公路平曲线半径r增加△r，重复步骤(2)‑(4)；(6)计算目前方案中与优化目标平曲线相邻的平曲线二者之间的线段长度l；若满足条件r≥r_max或l≤l_min，跳转至步骤(7)；若r<r_max且l>l_min，公路平曲线半径r增加△r，重复步骤(2)‑(4)；其中r_max为平曲线最大半径，l_min为目前方案下与当前评价目标平曲线相邻的平曲线二者之间的最短线段长度；(7)对不同大小r的虚拟试验仿真结果进行对比分析，选择使得优化目标函数Q(r)值最小的平曲线半径r作为最优设计方案，优化过程结束。