دانلود پایان نامه

شکل 2-4- سیستم محور‌های مختصات محلی و درجات آزادی وسیله نقلیه
وانگ (Wong-1978)توضیح می‌دهد که پرداختن به رفتار تمایل به نزدیکی به گوشه جاده در سرعت‌های پایین، هنگامی که نیروی مرکزگریز نادیده گرفته می‌شود، یک رویکرد مناسب‌به منظور توصیف ویژگی‌های کنترل وسایل نقلیه جاده می باشد. نیروی مرکز گریز، گرایش بدنه برای بودن در یک مسیر صاف، مماس با دایره‌ای در محیط حرکت، را شرح می‌دهد. قوانین حرکت نیوتن، نیروی مرکز گریز را به عنوان شتاب لحظه ای جرم( mass times )اندازه‌گیری می‌کند . فهمیدن هندسه فرمان برای درک کامل مبنای نظری کنترل وسیله نقلیه مورد نیاز است. هرچند جزئیات این ماهیت، فراتر از حوزه این تحقیق می باشد و در اینجا توصیف نخواهد شد. دیگر ویژگی‌های کنترل وسیله نقلیه شامل ضرایب تمایل به حرکت مستقیم اتومبیل در پیچ‌ها، تمایل به پیچیدن بیش از حد در سر پیچ‌ها، سرعت بیش از حد، شتاب در عرض و واکنش‌های مرتبط با انحنای قوس می‌باشد[49]. با فرض طیف موضوعاتی که نیازمند توجه در تجزیه و تحلیل جابجایی اتومبیل مورد نیاز است، شکی نیست که راهنماهای طراحی هندسی حداقل به طور نسبی از داده‌های تجربی در ایجاد محدودیت‌ها و ارزش‌های طراحی استفاده کرده‌اند.
هنگامی که در صدد اندازه‌گیری ویژگی‌های جابجایی وسایل نقلیه برمی‌آئیم، موضوعات کاربردی نیز مطرح می‌شود به عنوان مثال کامیون‌های بزرگ مفصل‌دار نسبت به اتومبیل‌های اسپورت به طور متفاوتی جابجا خواهند شد. ارزش نهایی گنجانده شده در راهنماهای طراحی نباید ایمنی یا اقتصاد کلی را در اثر بیش از حد محافظه‌کار بودن یا بسیار آزاد بودن به خطر بیاندازد.
راهنمای طراحی AASHTO 2001 اصطکاک جانبی را برای وسایل نقلیه تا حدی با توجه به آزمون‌های آسودگی راننده و مسافر که بیش از 60 سال قبل انجام شد، محدود می‌کند. “به طور کلی، شناسایی آستانه آسودگی (یا عدم آسودگی) سواری مسافر دشوار است” [49] .
چندین شیوه به منظور ارزیابی واکنش انسان وجود دارد، از جمله ارزیابی‌های ذهنی سواری، آزمون‌های میز لرزان ، آزمایشات شبیه‌ساز سواری و اندازه‌گیری‌ها در وسایل نقلیه، واکنش‌های انسانی کیفی هستند و در نتیجه تحت تأثیر حساسیت افراد، و تنوع آزمون بکار رفته و سطح احساس خاص به کار رفته توسط آزماینده قرار دارد [49] . یک مدل سواری متداول برای اتومبیل‌های سواری در شکل 2-7 نشان داده می شود. همانطور که نشان داده شد، این مدل دارای تعلیق مستقل برای محور جلویی و 7 درجه آزادی(DOF) است. به جرم وسیله نقلیه، جرم فنر گفته می‌شود در حالی که جرم بدون فنر با قسمت حرکت کننده ماشین و دیگر اجرا همراه است. مدلی که در شکل 7-2 نشان داده شد، نسبتاً ساده است (با استانداردهای مدل سواری) و تجزیه و تحلیل‌ها به طور فزاینده‌ای بیش از آنچه که در مورد DOF گفته شد دشوار می‌باشد [49] .

مطلب مرتبط :   پایان نامه علل خانوادگی و احساس ناامنی

شکل 2-5- مدل ماشین سواری دارای سیستم تعلیق مستقل و 7 درجه آزادی
چانگ (2001) دریافت که برای وسایل نقلیه جدید، موضوع اصلی ایمنی، غلطیدن (چپ‌شدن) و چرخش است و نه سریدن[15] . او دو روش را پیشنهاد داد که در آن استانداردهای طراحی هندسی کنونی می‌توانند چرخش بدنه را در دینامیک مجموعه نیروهای وارد به وسیله نقلیه بوسیله تغییراتی به مقادیر توصیه شده برای عناصر قوس افقی نسبت دهد. افزایش نرخ دور در قوس‌‌های افقی و حداقل شعاع‌های منحنی را به عنوان مناسب‌ترین شیوه برای محاسبه تأثیر چرخش بدنه بر دینامیک وسیله نقلیه تشخیص داد[15] . هرچند از آنجایی که وسایل نقلیه دارای حرکت کندتر ممکن است تحت شرایط نامطلوب آب و هوایی به طرف داخل و مرکز منحنی بلغزند، به هنگام پرداختن افزایش ارتفاع دور باید دقت شود.
سرانجام تماس لاستیک با کف خیابان و اصطکاک حاصل بین این دو در جابجایی وسیله نقلیه، ثبات و بالاخره سواری نقش دارد. اصطکاک حاصل در سطح تماس کف خیابان و لاستیک باید به حد کافی زیاد باشد تا برای ترمز و پیچیدن وسیله نقلیه سازگاری داشته باشد. حداقل پنج متغیر متفاوت وجود دارد که بر مقاومت سایشی موجود وسیله نقلیه اثر می‌گذارد. آنها عبارتند از:
بافت کوچک (میکرو)‌و بزرگ (ماکرو) کف خیابان.
2- شرایط سطح خیابان.
3- ویژگی‌های مربوط به خود لاستیک نظیر جنس، الگوی آج لاستیک ، باد لاستیک، قطر و نیروی کششی.
4- ویژگی‌های وسیله نقلیه نظیر توزیع وزن، سرعت عملیاتی و رفتار راننده.
مهمترین عامل برای مقاومت غلطشی یا به طور کلی‌تر، اصطکاک لاستیک‌ها در سطوح سخت، پسماند مغناطیسی در ماده لاستیک است [49]. برای تجسم معنای پسماند مغناطیسی، فرض کنید نیرویی بر شئ نظیر لاستیک اثر می‌گذارد، و سپس رفع می‌شود. اگر لاستیک به شکل اولیه‌اش باز نگردد، دستخوش پسماند مغناطیسی می‌شود. چسبندگی (جاذبه سطحی) دیگر عنصر اصطکاک است که کمک چشم‌گیر و ا ثرات نه چندان مهمتری را جهت افزایش مقاومت غلطش فراهم می‌کند [48] .
هنگامی که نیروهای جانبی به لاستیک وارد می‌شود، نیروهای عرضی در سطح تماس لاستیک ـ خیابان به وجود می‌آید، و لاستیک در زاویه‌ای به نام زاویه لغزش نسبت به سطح چرخ اصلی حرکت خواهد کرد [49] . نیروهای عرضی که در سطح مشترک لاستیک ـ خیابان ایجاد می‌شود، نوعاً نیروهای دور زدن نامیده می‌شوند و رابطه بین این نیروهای دور زدن و زاویه لغزش اساساً برای کنترل جهت‌دار و تعادل وسیله نقلیه جاده مهم هستند.
عامل اصلی که بر عمل لغزش لاستیک‌ها اثر می‌گذارد، بار قائم است. عوامل دیگر شامل فشار تورمی، قطر لاستیک و الگوی آج می‌باشد.
عملکرد در سطح خیس خیابان با توجه به امنیت جاده بسیار مهم است، زیرا اکثر جاده‌های موجود، نیمی از عمر خدماتی خود در معرض باران و رطوبت قرار خواهند گرفت. عملکرد در سطح خیس تحت تأثیر بافت خیابان، عمق آب، الگوی آج و روش عملکرد لاستیک قرار دارد. [48] .
2-2- بررسی کتـــاب‌ها
راهنمای طراحی AASHTO 2001 اطلاعاتی را در مورد قوس قائم ارائه می‌کند که با مقدمه کلی در مورد توپوگرافی و نکات طراحی آغاز می‌گردد و با اثرات عملیاتی میزان شیب بر وسایل نقلیه دنبال می‌شود. این راهنما(AASHTO 2001) می‌گوید: “به طور کلی پذیرفته شده است که اتومبیل‌های سواری به آسانی بر میزان شیب 4 تا 5% بدون کاهش محسوس سرعت غلبه می‌کنند.” هرچند، اثر شیب بر کامیون‌ها نسبت به تأثیر آن بر ا تومبیل‌های سواری مشهودتر است. منحنی‌های مبتنی بر نسبت (وزن/ قدرت) یک کامیون به نوعی به کار می‌رود تا تأثیر سرعت بر فاصله را در میزان شیب خاص شرح دهد. شیب نقش مهمی را در نیاز و کاربرد دیگر ویژگی‌های طراحی نظیر مسیرهای عبور و خطوط بالارونده، میانبرها، دو راهی‌ها و زهکشی‌ایفا می‌کند. این موضوعات طراحی هرچند مهم هستند اما خارج از حیطه این تحقیق است و بیشتر مورد بحث قرار نخواهند گرفت.
طبق تعریف AASHTO، K مقدار مسافت افقی مورد نیاز برحسب متر جهت تغیر شیب به میزان 1% می‌باشد(متراژ 1% تغییر شیب) و مقدار K برای منحنی‌های معقر، مثبت و برای منحنی‌های محدب، منفی است. کنترل‌های طراحی بر مبنای محدود کردن مقدار K برای موقعیت‌های خاص قرار دارد. عوامل فاصله دید که به محدود کردن مقدار K منجر می‌شوند عبارتند از:
– فاصله دید توقف