为研究列队行驶车辆的气动阻力影响,通过基于格子玻尔兹曼方法(LBM)的计算流体动力学软件XFlow,对2辆油罐车列队行驶进行空气动力学分析.首先,建立了与实车外形一致的1∶10油罐车模型,保留了结构的复杂性;进行了格子尺度优化试验,对模型表面速度场、湍流强度分布以及各部件对油罐车空气阻力的影响进行了研究;完成了不同行驶间距下与变道过程中的计算流体动力学(CFD)仿真,得到了车辆的气动阻力变化规律;最后,对列队行驶车辆进行了燃油经济性分析.结果表明:列队行驶技术是油罐车节能减排的有效途径,2辆油罐车在30 m/s的速度下列队行驶时,可节省燃油10.69%.

针对煤炭物流业的运输特点,利用基于格子玻尔兹曼方法(LBM)的空气动力学软件XFlow进行运煤卡车的气动阻力研究。首先,建立了1∶10比例的3轴运煤卡车模型,根据车辆模型尺寸确定了虚拟风洞尺寸;然后,通过格子无关性试验确定了车辆模型的空气动力学参数与车辆模型的空气阻力系数;最后,根据模型表面速度场与湍流强度的分布情况,分析了货厢密闭性与各部件对整车气动特性的影响。仿真结果显示:车辆模型的气动阻力系数为0.724;空载工况下,货厢裸露会增加整车7.5%的空气阻力。

为研究某重型车辆在试验场强化耐久路可靠性试验中发生的转向节臂锥体根部断裂问题,从材料组织结构特性和工艺装配精度角度考虑,对转向节臂断裂故障模式进行了详细分析。在断裂口附近粘贴全桥弯曲应变片并布置与转向系统关联的测试传感器,采集断裂部位的弯曲应变、侧向加速度及转向横拉杆位移等试验数据。依据缺口根部循环应力-应变滞回环曲线方程及诺伊贝尔(Neuber)原理,将测试的名义应力载荷转换成断裂部位的局部应力-应变响应,利用曼森-科芬(Mason-Coffin)平均应力修正方程计算断裂位置的疲劳寿命和损伤。分析和计算结果表明,转向节臂材料特性满足设计技术条件,而工艺装配锥度及表面粗糙度不满足图纸设计精度,转向节臂与转向节的装配接触面积只达到30%,导致转向节臂锥体根部产生局部高集中应力,最终发生弯曲低周疲劳断裂。