Tam aracın çeşitli yol şartlarında dinamik davranışlarının analizi

Abstract

Bu çalışmada, araç yol etkileşiminin modellenerek araç aksamlarına etki eden dinamik kuvvetlerin analizinin yapılması hedeflenmiştir. Literatürde, araç modellemeleri üç farklı yöntem kullanılarak yapılmaktadır. Bu yöntemler basitten karmaşığa sırasıyla, çeyrek araç modeli, yarım araç modeli ve tam araç modeli sınıflandırılmaktadır. Çeyrek araç modeli en basit model olup, araç dinamiği hakkında temel bilgileri verebilmektedir. Yarım araç modeli ise çeyrek araç modelinden elde edilebilecek temel bilgilerin yanı sıra, yunuslama diye adlandırılan dönme hareketi hakkında da bilgi vermektedir. Ancak en karmaşık ve bir o kadar da gerçekçi yaklaşım ise tam araç modelidir. Bu modelde hem dikey yönde hem de dönme yönlerinde araca etki eden dinamik etkenler analiz edilebilmektedir. Bu çalışmada, araç ile yol etkileşiminin en gerçekçi şekilde ele alınabilmesi için tam araç modeli göz önünde bulundurularak analizler gerçekleştirilmiştir. Tam araç modeli için birden fazla model oluşturulduktan sonra her bir model için analizler ayrı ayrı gerçekleştirilmiştir. Bu modeller, otomobil ve kamyon olarak ele alınmıştır. Her bir modelin serbestlik dereceleri ve sistem parametreleri de birbirinden farklıdır. Ayrıca, analizler gerçekleştirilirken her bir model için farklı yol profilinin araç dinamiği üzerine olan etkileri de göz önünde bulundurulmuştur. Analizler MATLAB programında Newmark Beta yöntemi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Analiz sonuçlarına göre, yol pürüzlülüğünün genliği arttıkça araç aksamlarında meydana gelen yer değiştirme, hız, ivme ve kuvvet genliklerinin değerlerinde de artışlar meydana gelmektedir.

In this study, it is aimed to model the vehicle road interaction and analyze the dynamic forces affecting vehicle components. In the literature, vehicle modeling is carried out using three different methods. These methods are classified from simple to complex as the quarter vehicle, half vehicle, and full vehicle model, respectively The quarter vehicle model is the simplest model and can provide basic information about vehicle dynamics. The half-car model, on the other hand, provides basic information that can be obtained from the quarter-car model, as well as information about the rotational movement called pitching. However, the most complex and realistic approach is the full vehicle model. In this model, dynamic factors affecting the vehicle on both the vertical direction and the rotational directions can be analyzed. In this study, in order to handle the interaction of the vehicle with the road in the most realistic way, analyzes have been performed by considering the full vehicle model. The full vehicle models were created more than one and analyses were carried out for each model, separately. These models were tackled as automobiles and trucks. The degrees of freedom and system parameters of each model are also different. In addition, the effects of different vehicle speeds on vehicle dynamics for each model were also taken into account when performing the analyzes. The analyses were carried out using Newmark Betamethod in the Matlab program. According to the analysis results, as vehicle speed increases, the values of displacement, speed, acceleration and force amplitudes that occur in-vehicle components decrease.