بررسی شتاب قائم وسایل نقلیه در قوس‌های قائم با استفاده از مدل دینامیک multi-body

راحتی رانندگی و مسافت دید دو پارامتر اصلی در طراحی قوس‌های قائم جاده هستند. یکی از مهم‌ترین معیارهای اندازه‌گیری راحتی رانندگی در قوس‌های قائم، شتاب قائم است. روابط محاسبه شتاب قائم در منابع معتبر طراحی هندسی جاده از جمله کتاب سبز آشتو بر اساس مدل جرم نقطه‌ای است که در آن خودرو به‌عنوان یک جسم نقطه‌ای دارای جرم مشخص فرض شده است. با توجه به اینکه خودرو از قسمت‏های بسیاری تشکیل شده است، پاسخ‌های دینامیک هر قسمت متفاوت از یک جسم نقطه‌ای است. در این تحقیق، برای بررسی دقیق تر شتاب قائم خودرو و مقایسه با شتاب قائم حاصل از مدل جرم نقطه ای، از نرم‌افزارهای شبیه سازی دینامیک carsim و trucksim تحت مدل multibody (mb) استفاده شده است. پاسخ‌های دینامیک سه نوع وسیله نقلیه تحت سرعت‌ها و شیب‌های مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که بسته به سرعت وسیله نقلیه، شیب مسیر و نوع وسیله نقلیه، اختلاف قابل توجهی بین نتایج این دو مدل وجود دارد و مدل جرم نقطه‌ای شتاب کمتری را ارائه می دهد. به طوری که اختلاف شتاب قائم بین مدل جرم نقطه‌ای و مدل mb بسته به سرعت و شیب مسیر در خودروی سواری بین 12.6 تا 25.9 درصد، در خودروی suv بین 23.8 تا 29.1 درصد و در کامیون بین 29 تا 47.6 درصد است. با توجه به نتایج این تحقیق، استفاده از مدل دینامیک mb در طراحی قوس‌های قائم با توجه به شبیه سازی دقیق تر خودرو، طرح  واقع‌بینانه‌تری را ارائه می دهد.

Investigation of Vertical Acceleration of Vehicles in Vertical Curves Using Multi-Body Dynamic Model

Ride comfort and sight distance are two main parameters of designing roads’ vertical curves. Vertical acceleration is one of the most important criteria for measuring ride comfort in vertical curves. Vertical acceleration equations in geometric design of roads in the literature, such as Green Book of AASHTO, are based on point mass model where vehicle is assumed to be a point object with a specific mass. Considering that vehicle is a multibody system, dynamic responses of each part of this system can be different from a point object. In this study, CarSim and TruckSim dynamic simulation softwares utilizing MultiBody (MB) model are used to investigate more accurately the vertical acceleration, and to compare it with the vertical acceleration of the point mass model. Dynamic responses of three types of vehicles have been investigated under different speeds and grades. Results indicated a significant difference between the results of the two models, depending on the vehicle speed and the road grade, and the point mass model suggested less acceleration such that difference of the vertical acceleration between the point mass model and the MB model, depending on the vehicle speed and the road grade, ranged 12.625.9% for Sedan, 23.829.1% for SUV and 2947.6% for the truck. According to the results of this study, to design vertical curves, the use of MB dynamic model, according to more accurate simulation of the vehicle, delivers more realistic design.