بخشی از مقاله
چکیده
برنامه CARSIM برنامهی شبیه ساز دینامیکی خودرو میباشد که از آن میتوان برای گرفتن آزمایشهای مختلف در طراحی خودروها بهره برد. در این تحقیق در ابتدا خودروی تندر90 با استفاده از نرم افزار CARSIM شبیهسازی شده و در مرحله بعد، آزمایشهای دینامیکی با شرایط مختلف اصطکاکی برای خودروی مذکور، برای بهدست آوردن وضعیت ایمنیای خودرو، گرفته شده است. آزمایشهای رانندگی با سرعت ثابت، رانندگی در جاده لغزنده، جاده خشک و اصطکاک بالا گرفته شده و خروجیها و نمودارهای زاویهی فرمان، زاویه انحراف خودرو و زاویه چرخها مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به بررسیهای انجام گرفته روی خودروی مذکور عملکرد آن رو سطوح با اصطکاک، مطلوب ارزیابی شده است، این در حالی است که خودروی مذکور با توجه به عدم وجود سیستمهای ضد پیچش، در جاده لغزنده دچار نوساناتی در هدایت و کنترل خودرو شده است.
-1 مقدمه
خروج از مسیر اصلی به دلیل خطای راننده و عدم توجه ناشی از خستگی، استفاده از تلفن همراه و غیره از عوامل بخش بزرگی از تصادفات بهحساب می آید.[1] در فرانسه تصادفات تجزیه و تحلیل شده و مورد مطالعه توسط دولت فرانسه قرار گرفته است که نشان میدهد بخش بزرگی از تصادفات و مرگ و میر جاده، حدود 30 درصد، نتیجه حوادث ذکر شده در فوق میباشد. حوزه پژوهشی در فرانسه با هدف کاهش تصادفات و خطرات جانی با توسعه ایمنی خودرو و سیستمهای هشدار دهنده متفاوت در خودروها به این مهم دست یافته است.[2] اداره بزرگراه ملی ایمنی ترافیک ایالات متحده آمریکا ، به این نتیجه دست یافته است که سقوط وسیله نقلیه در جاده ها بیش از هر نوع دیگری در تصادفات است.[3] با توجه به اهمیت سلامت سرنشینان خودرو، بررسی پیرامون سیستم ایمنی خودروها، همواره مورد توجه محققان بوده است.[6-4] در این تحقیق، در ابتدا توضیحاتی پیرامون خودروی تندر 90 و نرم افزار CARSIM داده شده و در مرحله بعد نمودارهای زاویه فرمان، زاویه چرخهای جلو و زاویه انحراف خودرو، مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است.
-2 خودروی تندر 90
تندر 90 یا داچیا لوگان ساخت شرکت داچیای رومانی بوده که از شرکتهای تابعه رنو فرانسه میباشد. نسل اول این اتومبیل از سال 2004 تا 2012 تولید شده است. این در حالی است که نسل دوم از اوایل سال 2013 آغاز به تولید نمود. هدف شرکت رنو از تولید این اتومبیل، بازاریابی و فروش در کشورهای در حال توسعهای مانند برزیل، هندوستان وغیره بوده که در آن مردم قدرت خرید کمتر از کشورهای توسعه یافته دارند. ایمنی قابل قبول، مصرف سوخت مناسب و رعایت استانداردها در انتشار گازهای گلخانه ای و گازهای آلودهکننده از مواردی است که باعث شده خودروی مذکور از محبوبیت نسبی در این کشورها برخوردار شود. این خودرو از نظر ایمنی در گروه خودروهای ایمن قرار دارد، به طوری که برطبق مطالعات، این خودرو دارای 3ستاره ایمنی در تصادفات، 3ستاره کودکان و2ستاره عابرین پیاده از شرکت معتبر URO NCAP میباشد و همچنین همچنین 4ستاره در بخش کیفیت و مونتاژ دریافت کرده است.[ 7] جدول 1 مشخصات کلی خودروی تندر90 را نشان می دهد[8] که از این مشخصات در مرحله بعدی برای تحلیل خودروی مذکور در نرم افزار CARSIM استفاده شده است.
-3 تحلیل خودروی تندر 90 با نرم افزار CARSIM
نرم افزار CARSIM یکی از نرم افزارهای بسیار قدرتمند در زمینه دینامیک و کنترل خودرو میباشد. این نرم افزار نوعی شبیه ساز است، که توسط شرکت Mechanical Simulation طراحی شده و توسعه یافته است و مبتنی بر بیش از سی سال تحقیقات در زمینهی دینامیک خودرو میباشد. این شرکت در سال 1996 با هدف اولیهی توسعهی فنآوری شبیه سازی تأسیس گشت. نرم افزار CARSIM یک شبیه ساز دینامیکی سه بعدی خودرو بوده که دارای توانایی شبیهسازی رفتار دینامیکی خودروهای مسابقهای، خودروهای سواری، کامیون های سبک و خودروهای تدارکات است. مدلهای خودرو در این نرم افزار بر پایهی تحقیقات انجام گرفته در موسسهی حمل و نقل دانشگاه میشیگان شکل گرفتهاند. بسیاری از خودروسازان بزرگ این نرم افزار را به عنوان ابزاری برای طراحی و آزمایش انتخاب نموده و نتایج حاصل از این نرم افزار را با نتایج واقعی صحت سنجی نمودهاند. از آن جمله شرکتهای میتسوبیشی، تویوتا، ولوو، فورد، هوندا، جنرال موتورز وغیره را می توان بهعنوان کمپانیهایی که از این نرمافزار جهت پیشبینی رفتار دینامیکی خودرو استفاده میکنند، نام برد. نرم افزار CARSIM بین مراحل راهبرد کنترل و فازهای طراحی، در یک چرخه ی توسعه و طراحی محصول، مورد استفاده قرار می گیرد.[8] با توجه به اینکه جهت بررسی و آزمایشهای دینامیکی در ابتدا باید ابعاد و اندازههای خودروی مذکور وارد شود در ابتدا ورودیهای مورد نظر در نرم افزار قرار داده شده است. شکل 1 نمایی از ورودی مشخصهها در نرم افزار میباشد. اندازهها و دادههای ورودی با توجه به دفترچه راهنمای خودرو تندر 90 قرار داده شده است که تمامی اندازه ها برحسب میلیمتر میباشد. در مرحله بعد آزمایش رانندگی در جاده با و با اصطکاک کم و با سرعت ثابت انجام شده است. شکل 2 نمایی از خودروی مورد نظر در جاده میباشد. در این آزمایش جاده لغزنده بوده و خودروی مورد نظر با سرعت 120 کیلومتر بر ساعت در حال از بین موانع میباشد که به دلیل لغزنده بودن جاده، خودرو منحرف شده و به موانع برخورد میکند و از مسیر اصلی خارج میشود.
شکل .2 نمایی از حرکت خودرو در جاده با اصطکاک کم در نرم افزار CARSIM
در این مرحله نمودارهای زاویه فرمان و زاویه چرخ جلو برای آزمایش مذکور مورد بررسی قرار گرفته است. شکل 3 نمودار زاویه فرمان چرخ های جلو را نشان می دهد.
شکل .3 تغییرات زاویه فرمان چرخهای جلو در جاده با اصطکاک کم
