對洪水中部分淹沒狀態(tài)下的行駛車輛進行受力分析,基于河流動力學(xué)中泥沙起動原理,推導(dǎo)出行駛車輛失穩(wěn)時的臨界車速公式;采用模型試驗測得在不同水流條件下的臨界車速,并率定公式中相關(guān)參數(shù);利用模型相似關(guān)系及公式分別估算汽車在不同水流條件下的臨界車速;最后用公式模擬出行駛車輛失穩(wěn)臨界曲線。研究結(jié)果表明:達到同一臨界車速狀況下,水深較小時流速較大;同一流速下,臨界車速隨水深的增大而增大;同一水深下,臨界車速隨流速的增大而增大;臨界車速與流速的比值隨水深增大而增大。 

【文章來源】：武漢大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2020,53(02)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

部分淹沒狀態(tài)下行駛汽車受力分析

試驗采用水流推動汽車尾部的方式模擬汽車失穩(wěn)。在模型小車前端引細線，通過功率一定的電機牽引來模擬真實車輛的行駛過程，如圖2(b）所示。試驗時通過控制閥門和尾門的開度來改變水流流速及水深，用水位測針測量試驗區(qū)域內(nèi)首、中、尾部3個斷面水面水位和水槽底部高程，每處水位值讀取3次，取平均值；用這3處水深的平均值作為試驗水深計算斷面平均流速。通過電機調(diào)速器來改變和記錄小車移動速度，觀察在車速穩(wěn)定后，牽引小車的繩子是否松弛來判別模型小車是否達到臨界失穩(wěn)狀態(tài)。水流條件一定時，調(diào)整汽車行進速度，記錄繩子拉緊時的最小汽車速度作為失穩(wěn)臨界車速，并記錄對應(yīng)的水流流速和水深。由于普通實驗室長水槽難以得到重復(fù)性良好的非恒定流過程，且非恒定流條件下車輛的失穩(wěn)臨界狀態(tài)較難判別，因而試驗中僅研究了恒定流條件下運動車輛的失穩(wěn)臨界條件。測量模型小車漂浮水深以及排水體積與水深的變化關(guān)系。漂浮水深是在模型車靜止時任一輪胎離開地面時的水深。在長37.8 cm、寬24.9 cm、高31.0 cm的矩形水箱中進行測量。將水箱靜置于地面，使用水位測針測出底面高程，從加入小車后水深為14.4 mm時開始，每次用量筒取250 mL水加入水槽，并記錄加水后的水位值，至小車漂浮時記錄下最后一次水位值。在不斷加水的過程中模型車后輪先出現(xiàn)漂浮，在模型車不漂浮的情況下得到6組在不同水深下的排水體積數(shù)據(jù)。

試驗選用國內(nèi)比較典型的越野車Audi Q7作為汽車模型，模型設(shè)計成正態(tài)，幾何比尺λ=14，如圖3所示。為盡可能準確模擬真實情況，使模型小車內(nèi)部填滿輕質(zhì)防水塑料泡沫，汽車原型與模型參數(shù)如表1所示。通過在水槽底部抹上一層水泥，來滿足原型和模型之間的摩擦系數(shù)相似的條件。試驗測得模型車在濕潤水槽底面的滑動摩擦系數(shù)為0.656，在參考值0.25～0.75（濕潤）范圍之間[14,15]。試驗中模型與原型車輛滿足幾何相似要求，假設(shè)長度比尺為λL、寬度比尺為λW、高度比尺為λH、流速比尺為λU、水深比尺為λh、動力比尺為λF，則有

【參考文獻】：
期刊論文
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[3]輪胎的摩擦與粘彈性[J]. 芥川惠造,王秀霞.  輪胎工業(yè). 1998(05)

碩士論文
[1]水流作用下塊體受力試驗研究[D]. 龐啟秀.河海大學(xué) 2005



本文編號：2976588