[发明专利]一种液罐车侧翻临界速度模型的构建方法和系统

权利要求书

1.一种液罐车侧翻临界速度模型的构建方法，其特征在于，包括：

获取液罐车转向运动时液面倾斜率流体力学模型；

根据所述液面倾斜率流体力学模型确定斜率；

获取罐体外形尺寸和液罐车罐体的充装率；所述罐体外形尺寸包括：罐体的长半轴和罐体的短半轴；

根据所述斜率、所述充装率和所述罐体外形尺寸确定液面与罐体的两个交点坐标；

根据所述液面与罐体的两个交点坐标构建质心位置动力学模型；

根据所述质心位置动力学模型确定液罐车罐内的质心坐标；

基于侧向力矩平衡原理根据所述质心坐标构建液罐车侧翻临界速度模型。

2.根据权利要求1所述的液罐车侧翻临界速度模型的构建方法，其特征在于，所述获取液罐车转向运动时液面倾斜率流体力学模型，之前还包括：

获取重力加速和液罐车侧向加速度在非惯性坐标系中各坐标轴上的分量；

根据所述分量构建所述液面倾斜率流体力学模型；所述液面倾斜率流体力学模型为：

其中，k为斜率，x′为非惯性坐标系的横坐标，z′为非惯性坐标系的纵坐标，g为重力加速度，a_n为侧向加速度，gsinβ为重力加速度g在x′上的分量，gcosβ为重力加速度g在z′上的分量，a_nsinβ为侧向加速度a_n在x′上的分量，a_ncosβ为侧向加速度a_n在z′上的分量，β为水平面与液罐车横截面的夹角。

3.根据权利要求1所述的液罐车侧翻临界速度模型的构建方法，其特征在于，所述根据所述斜率、所述充装率和所述罐体外形尺寸确定液面与罐体的两个交点坐标，具体包括：

以所述液罐车罐体与液罐车底盘连接处的中心点为原点，以与所述液罐车罐体的长半轴平行的线为x轴，以与所述液罐车罐体的短半轴平行的线为y轴构建坐标系；

根据所述坐标系确定所述液罐车罐体内的液面直线方程；

根据所述斜率、所述罐体外形尺寸和所述液面直线方程确定所述液面与罐体的两个交点坐标。

4.根据权利要求3所述的液罐车侧翻临界速度模型的构建方法，其特征在于，所述根据所述液面与罐体的两个交点坐标构建质心位置动力学模型，具体包括：

基于所述坐标系，采用均质物体的重心计算方法，根据所述液面与罐体的两个交点坐标构建质心位置动力学模型。

5.一种液罐车侧翻临界速度模型的构建系统，其特征在于，包括：

液面倾斜率流体力学模型获取模块，用于获取液罐车转向运动时液面倾斜率流体力学模型；

斜率确定模块，用于根据所述液面倾斜率流体力学模型确定斜率；

罐体参数获取模块，用于获取罐体外形尺寸和液罐车罐体的充装率；所述罐体外形尺寸包括：罐体的长半轴和罐体的短半轴；

交点坐标确定模块，用于根据所述斜率、所述充装率和所述罐体外形尺寸确定液面与罐体的两个交点坐标；

质心位置动力学模型构建模块，用于根据所述液面与罐体的两个交点坐标构建质心位置动力学模型；

质心坐标确定模块，用于根据所述质心位置动力学模型确定液罐车罐内的质心坐标；

液罐车侧翻临界速度模型构建模块，用于基于侧向力矩平衡原理根据所述质心坐标构建液罐车侧翻临界速度模型。

6.根据权利要求5所述的液罐车侧翻临界速度模型的构建系统，其特征在于，还包括：

分量获取模块，用于获取重力加速和液罐车侧向加速度在非惯性坐标系中各坐标轴上的分量；

液面倾斜率流体力学模型构建模块，用于根据所述分量构建所述液面倾斜率流体力学模型；所述液面倾斜率流体力学模型为：

其中，k为斜率，x′为非惯性坐标系的横坐标，z′为非惯性坐标系的纵坐标，g为重力加速度，a_n为侧向加速度，gsinβ为重力加速度g在x′上的分量，gcosβ为重力加速度g在z′上的分量，a_nsinβ为侧向加速度a_n在x′上的分量，a_ncosβ为侧向加速度a_n在z′上的分量，β为水平面与液罐车横截面的夹角。