1. TRB 2014 Anual Reunión Papel revisado De Texto original en
1 Multi-Cuerpo Simulación Modelado de Vehículo Patina y Rodar sobre
2 para Horizontal Curvas en Longitudinal Grados
3
4 Amirarsalan Mehrara Molanun *
5 un
Investigador Joven Investigadores y Élites Club, Ciencia y Investigación Rama Islámico Azad
6 Universidad Teherán Irán.
7 Correo electrónico: a.mehrara@srbiau.ac.ir, Tel: +98-9126358911, Fax: +98-2188256371
8 *
(Correspondiente Autor)
9
10 Ali Abdi KordaniB
11 B
Asistente Profesor, Departamento de Ingeniería civil Imán Jomeini Internacional
12 Universidad Qazvin, Irán.
13 Correo electrónico: a.abdi@srbiau.ac.ir, Tel: +98-9126085308
14
15 Sumisión Fecha: 27 Julio, 2013
16 Palabra Contar: 5176 + 8 Tabla + 2 Figuras = 7676 Palabra Equivalente
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2. TRB 2014 Anual Reunión Papel revisado De Texto original en
18 Abstracto
19 El impacto de combinado horizontal curva y longitudinal grado en Patina y rodar sobre de varios
20 vehículos es investigado. Un serie de simulación Pruebas son realizado utilizando CarSim y TruckSim, que son
21 entre el más popular multi-cuerpo simulación software Paquetes en el vehículo industria. Dos Tipos de
22 comportamiento para el conducción sistema son Considera en el Simulaciones: (1) el conductor Negocia el curva en
23 constante velocidad o (2) el conductor necesidades Para freno mientras pasajero downgrades. Basado en el Resultados
un camión es
24 Sometido Para mayor lateral Aceleraciones en degradaciones y bajar lateral Aceleraciones en Actualizaciones.
25 Mayor lado fricción Factores son visto en degradaciones para todo vehículos cuando Arrinconar. Frenado tiene
un
26 considerable efecto en lado fricción Factores especialmente para un sedán coche. Frenado enlatar ser un importante
amenaza
27 Para el seguridad de pasajero Coches (en letra chica de derrape) y camiones (en letra chica de rollover).
28 Palabras clave: Calzada seguridad; Derrape; Rodar encima; Horizontal curva; Longitudinal grado; Multi-cuerpo
29 simulación; Frenado.
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3. TRB 2014 Anual Reunión Papel revisado De Texto original en
38 1. Introducción
39 Horizontal Curvas have largo sido reconocido como un considerable seguridad problema para vehículos porque
40 de Factores tal como centrífugo fuerza y conductor expectativa y son Considera Para ser aun más importante
41 en éste contexto que el vista distancia emitir particularmente en rural dos carriles Carreteras (Charlton 2007).
42 Horizontal Curvas pose Dos Amenazas Para vehículos: (1) Patina y (2) Rollover hacia el exterior dirección de
43 el curva (Awadallah 2006). El potencial amenaza De horizontal Curvas enlatar ser más significativo cuando
44 Ellos son situado en Escarpado longitudinal Grados. El último especialmente rebajas, Mayo turno el centro de
45 gravedad de el vehículo y cambio el distribución de Fuerzas en su Neumáticos. Aunque camino Diseñadores
probar Para
46 evitar el combinación de horizontal Curvas con Grados éste es un común ocurrencia en montañoso
47 terreno y dos carriles rural Carreteras Debido Para económico cuestiones y el consume mucho tiempo naturaleza
de el
48 construcción Proyectos en estos Áreas. Además éste combinación es Además común en intercambio Rampas.
49 El Verde Libro (AASHTO 2011) Considera un punto-masa modelo para el básico curva ecuación. El
50 el modelo punto-masa es Uno de el Simple vehículo modelos pero tiene el siguiente Limitaciones:
51 (1) El efecto de longitudinal grado es descuidado y el Diferencias en Tipos de horizontal Curvas son
52 Ignorado.
53 (2) El distribución de Fuerzas interino en diferente Neumáticos es no Tomado en cuenta En determinación de
54 lado fricción Factores. Fricción enlatar variar significativamente entre Neumáticos cuando el vehículo es
Arrinconar
55 (MacAdam 1985).
56 (3) El punto-masa modelo es independiente de vehículo configuración y características tal como
57 suspensión sistema y el diseño criterio es basado en un unsprung (rígido) vehículo.
58 Mucho Investigadores have puntiagudo fuera ese un más sofisticado modelo debe ser usado en orden Para analizar
59 el Arrinconar comportamiento de vehículos (Psarianos Et al. 1998; Kontaratos Et al. 1994; Bonneson 1999a). El
60 punto-masa modelo poder ser adecuado para modelado no articulado vehículos pero eso es insuficientemente preciso
4. TRB 2014 Anual Reunión Papel revisado De Texto original en
61 para camiones (Bonneson 1999a). Varunjikar's (2011) investigación Mostró ese el transeúnte bicicleta estado
estacionario
62 bicicleta y multi-cuerpo simulación modelos son mejor que el punto-masa modelo para horizontal curva
63 diseño.
64 El primario objetivo de éste papel es Para investigar el impacto de combinado horizontal curva con
65 longitudinal grado en seguridad Factores tal como el lado fricción factor y lateral aceleración Para determinar
66 el estabilidad de varios vehículos contra Patina y Rollover. En adición Para el llave rol de geométrico
67 diseño en horizontal curva seguridad Adoptar calzada diseño Para vehículo características Aparece Para ser
68 necesario. Vehículo ingeniería y diseño de la carretera son Dos principal Factores implicado en Intentos Para mejorar
69 carretera seguridad y disminuir Muertes y por lo tanto compatibilidad entre carretera diseño y moderno
70 vehículo diseño es esencial (Chang 2001; Stine et al agua al. 2010).
71 Aunque vehículo frenado ha sido identificado como un pertinente emitir en calzada seguridad casi No
72 Estimaciones de su Efectos en el lado fricción factor o Rollover have sido publicado. De el punto de vista de
73 vehículo dinámica Gim Et al. (2007), entre otros have estudiado el Propiedades de Neumáticos debajo frenado
74 condiciones pero ellos hizo no proporcionar cualquier Conclusiones específicamente con considerar Para carretera
ingeniería. Uno
75 de el Contribuciones de el presente investigación es Para tomar cuenta de frenado en el evaluación de fricción
76 Factores. El real neumático-pavimento fricción valor durante Emergencia o rueda cerrada frenado es un destacado
77 factor en accidente análisis pero eso es no conocido para más Casos y un gama de promedio fricción valores es
78 supuesto para análisis (Heinrichs Et al. 2003).
79 En éste estudiar un total de 112 simulación Pruebas Fueron Realizado Para estimar vehículo estabilidad en
combinado
80 horizontal Curvas con longitudinal Grados Usando CarSim y TruckSim. Estos son multi-cuerpo simulación
81 software Paquetes desarrollado por Mecánico Simulación Corporación (MSC) Para predecir el desfile
82 de varios vehículos y analizar el dinámico comportamiento de vehículos en respuesta Para un dado camino
geometría
83 con Alto exactitud. Varios Empresas tal como Vado Toyota y Opel uso CarSim para su simulación
5. TRB 2014 Anual Reunión Papel revisado De Texto original en
84 Pruebas. Aunque vehículo dinámica Simulaciones have largo sido usado para ambos vehículo diseño y estruendo
85 reconstrucción Ellos have raramente sido usado por ingenieros de carreteras para calzada diseño (Stine Et al. 2010).
86 2. Examen de la Literatura
87 Kontaratos et al agua al. (1994) incluido el Efectos de mucho Factores tal como grado Para determinar el mínimo
88 horizontal curva radio. Su análisis Concluyó ese allí es un fuerte relación entre el radio de
89 el horizontal curva y grado y ese el mínimo radio deber aumentar en longitudinal Grados en
90 superior vehículo Velocidades.
91 Uno de el Estudios ese usado Simulaciones Para analizar el seguridad de combinado horizontal Curvas era
92 Realizado por Easa y Dabbour (2003). Ellos Comparado el lateral aceleración entre mínimo plano
93 horizontal curva Radios con el mínimo Radios en vertical Alineaciones Usando VDM camino software y
94 recomendado ese el mínimo radio de combinado horizontal Curvas con vertical Alineaciones ser
95 aumentado en aproximadamente 3-16% pariente a eso en un piso horizontal curva escenario. Similar investigación para
96 Compuesto horizontal Curvas por Easa y Dabbour (2005) revelado ese el mínimo radio deber ser
97 aumentado por 20% Para lograr el mismo consuelo límite ese el conductor Experiencias en un plano horizontal curva
98 con el mismo radio. Easa y Dabbour (2005) Además recomendado un estudio adicional Para revisar actual valores
99 de lado fricción desde estos Fueron determinado mucho años hace y originalmente solamente para pasajero
Coches
100 sin dado pesado vehículos. Además VDM tiene alguno Limitaciones en modelado Humano Factores
101 y conducción comportamiento; para ejemplo como Easa y Dabbour (2005) puntiagudo fuera eso es no diseñado
Para
102 incorporar complejo Humano Factores tal como frenado.
103 Chang (2001) desarrollado Nuevo modelos Para determinar el mínimo radio dado un Surgido vehículo
104 para pasajero Coches y camiones. Éste investigación era importante porque el centro de gravedad Cambios
lateralmente
105 durante Arrinconar un hecho cuál es Ignorado en un unsprung vehículo modelo. Eq. (1) y (2) ilustrar el
106 Chang's (2001) recomendación modelos:
107 Pasajero Coches: R = V2/ 121(0,5e) + 𝑓𝑓) (1)
6. TRB 2014 Anual Reunión Papel revisado De Texto original en
108 Camión: R = V2/122,5(0,75e) + 𝑓𝑓) (2)
109 Un llave estudiar era Llevado fuera por Bonneson (2000), Quién presentado un serie de fricción Factores y
110 vehículo dinámico datos. Basado en suyos investigación un horizontal curva situado en un degradar es de Bien
111 preocupación porque (1) los conductores tienden Para freno Para mantener una caja fuerte velocidad y (2) también
tender Para freno un extra
112 importe Para reducir velocidad cuando Ellos Obtener cerrador Para el inicio de el curva. Por dado el efecto de
113 calzada grado en fricción Bonneson (2000) susodicho ese el Verde Libro generalmente Subestima
114 lado fricción demanda para más horizontal Curvas particularmente aquellos ese have Escarpado Grados
poco
115 superelevation y un grande radio. Según Para investigación por Macadam Et al. (1985), lado fricción demanda
116 es acerca de 15% más que el Predijo valor según Para el Verde Libro Debido Para dirección Fluctuaciones
117 a lo largo de el curva horizontal.
118 Tú Et al. (2012) estudiado vehículo Patina y Rollover como Dos fracaso Modos y fundar ese Rollover
119 hace no contar como un destacado preocupación para pasajero Coches a menos que Ellos chocar con cada Otro o con
otro
120 objeto. Sin embargo Rollover es el principal preocupación para camiones en horizontal Curvas. El Rollover umbral
para
121 pasajero Coches es significativamente superior que para camiones: eso es acerca de 1.2 G para Coches mientras que
camiones poder rodar
122 sobre en justo 0.34 G (Harwood Et al. 1994). Cuando el Rollover umbral es más que el disponible lado
123 fricción Patina será ocurrir antes Rollover (Varunjikar 2011). Desde el disponible lado fricción es usualmente
124 menos que 0.9, Patina es el principal preocupación para Turismos.
125 Investigación era Realizado por Eck y Francés (2002) Para analizar el seguridad de alguno montañoso
126 horizontal Curvas. Ellos fundar ese cuando un afilado horizontal curva es construido en un Escarpado degradar
127 adicional superelevation es Obligatorio. Eck y Francés (2002) desarrollado Dos Nuevo Ecuaciones Para
128 determinado el superelevation tasa para pasajero Coches (Eq. 1) y Articulado vehículos (Eq. 2), aunque eso
129 era susodicho que más estudiar necesidades Para validar estos Ecuaciones.
130 E + F = V2/ 15R + G sinθ (1)
7. TRB 2014 Anual Reunión Papel revisado De Texto original en
E + f =
V2
15R + G
W tractor ∗en θfront rueda −tractor + W remolque ∗en(θfront rueda −tráiler )
W en general
(2)
131 Dónde:
132 E = Tasa de
superelevation
136 ө = Deflexión ángulo entre camino de vehículo
133 F = Lado fricción
factor
137 y Neumáticos
134 V = Velocidad
(mph)
138 G = Grado (decimal forma)
135 R = Radio ft)
139 W = Peso (Libra)
140 Además el Transporte Investigación Tabla (TRB) y AASHTO técnico comités en
141 geométrico diseño en un articulación reunión en Junio 2004, Declarado el actual superelevation emitir Para ser Uno
de
142 el Cinco sumamente Prioridades (TRB Sitio web 2010). Para llenar el hueco en actual superelevation diseño
política
143 Ellos Iniciado un proyecto autorizado «Superlevation criterios para afilado horizontal Curvas en Escarpado
grados'
144 (Proyecto 15-39). Éste el proyecto es todavía en progreso y el Resultados son todavía Para ser publicado.
145 3. Simulación Proceso
146 El simulación proceso era desarrollado en el base de CarSim y TruckSim software cuál son
147 entre el más popular dinámica simulación Paquetes en el vehículo industria. Cualquier parámetro De
148 calzada geométrico diseño a inercial Propiedades y características de vehículos, puede ser definido por software
149 Usuarios (Stine et al. 2010).
150 3.1 Vehículos
151 CarSim Soporta dos ejes pasajero Coches y camiones con uno- o dos ejes remolques. TruckSim enlatar Además
8. TRB 2014 Anual Reunión Papel revisado De Texto original en
152 simular el dinámico comportamiento de pesado vehículos con Dos Tres o Cuatro Ejes en el Conducir unidad dual
Neumáticos
153 y varios tipo de carga en remolque camiones. Para éste estudiar Dos diferente Clases de pasajero Coches y un
9. TRB 2014 Anual Reunión Papel revisado De Texto original en
154 camión Fueron usado en el simulación: un Clase E sedán un Clase E SUV y un dos ejes convencional cargado
155 camión.
156 3.2 Camino Medio ambiente (Geometría)
157 El desfile de el vehículos Fueron Evaluado para diferente condiciones de camino geometría en varios
158 Velocidades Para estudiar vehículo estabilidad en horizontal Curvas. Diseño Velocidades de 40, 70, 100 y 130 km/h
para el
159 pasajero Coches y 40, 70 y 100 km/h para el camión Fueron Considera. El velocidad de 130 km/h era
160 Ignorado en el camión simulación: eso es no posible para un típico dos ejes camión Para pasar un Escarpado
Actualizar en un
161 velocidad de 130 km/h, y desde el software es basado en el real comportamiento de vehículos eso era incapaz
Para
162 considerar éste velocidad en el simulación proceso. Un 8% máximo tasa de superelevation era seleccionado y
163 el mínimo Radios de horizontal Curvas Fueron calculado De el AASHTO básico fórmula como 41, 168, 394
164 y 832 M respectivamente para cada velocidad diseño. Nota ese el tasa de superelevation era Tomado como 8% para
165 todo Pruebas Para proporcionar el mismo condición durante el simulación aunque a veces más típicamente un tasa de
166 4% o 6% es usado para bajar Velocidades. Además para cada velocidad diseño un tangente a curva transición
era
167 Considera con respectivo Longitudes de superelevation escorrentía LR de 41, 52, 65 y 82 M y Longitudes de
168 tangente escorrentía LT de 10.25, 13, 16.25, 20.5 M. Nota ese el proporción de escorrentía largura ponerse en el
169 tangente era 0.8, cuál medio ese 20% de el escorrentía largura era aplicado en el curvo sección. Todo de el
170 simulado Curvas Convertido Para el Correcto. Fricción entre cansar y el pavimento depende en mucho Factores tal
como
171 tipo de cansar tiempo condiciones y tipo y edad de acera Superficie. Eso es común en Estudios Para
172 considerar un coeficiente de 0.9 o 0,8 para el máximo camino fricción. Para ejemplo Furtado et al. (2002) usado
173 un valor de 0.9, mientras Wang et al. (2012) usado 0.8. En éste estudiar el máximo camino fricción el coeficiente fue
174 supuesto Para ser 0.8. Finalmente en orden Para tomar cuenta de el vertical alineación longitudinal Grados de −9%,
175 −6%, −3%, 0%, +3%, +6%, +9% para el pasajero coches y −6%, −3%, 0%, +3%, +6% para el camión Fueron
176 incluido en el simulación proceso. El Velocidades de pesado vehículos disminuir significativamente en
afilado
177 horizontal Curvas en Actualizaciones (Mavromatis y Psarianos 2003), resultante en indeseable velocidad
10. TRB 2014 Anual Reunión Papel revisado De Texto original en
178 Fluctuaciones en Escarpado Actualizaciones y rebajas, cuál era por qué el ±9% Grados Fueron Ignorado en el camión
179 simulación.
180 3.3 Conductor Comportamiento
181 Dos Tipos de comportamiento para el conducción sistema have sido definido: (1) el conductor Negocia el curva en
182 constante velocidad o (2) el conductor necesidades Para uso el freno mientras pasajero downgrades. El Primero
tipo de
183 comportamiento (no frenado) enlatar producir el deseado Resultados para Actualizaciones y luz rebajas, aunque éste
184 amable de conducción es casi imposible en Escarpado degradaciones y Controladores usualmente uso el freno Para
decelerar
185 y impedir el vehículo De lateral Compensación. Bonneson (1999b) Declaró ese 87% de Controladores reducido
186 velocidad en el curva. Frenado Entradas en CarSim son definido por el presión aplicado Para el freno sistema.
187 Así otro conducción situación era definido por Aplicar un 5 Mpa frenado en el curva y Liberación el
188 freno 0.5 S después activador eso (es decir, un reacción Hora de 0.5 s). El frenado reacción Hora hace no afectar el
189 máximo lado fricción factor y el más crítico fricción Ocurre rápidamente después frenado. Según Para
190 Varunjikar's (2011) investigación cuando un vehículo frenos durante Arrinconar el lado fricción factor Aumenta Para
191 un máximo valor y entonces Disminuye desde el centrípeto aceleración Disminuye como el velocidad de el
192 vehículo caídas. Por consiguiente eso era no esencial Para considerar cualquier mayor un frenado reacción Hora
para el
193 simulación.
194 Nota ese el freno Sistemas de el sedán y SUV son anti-frenado Sistemas (ABS), mientras que el
195 convencional camión usos un 10 kN-m capacidad hidráulico freno sistema.
196 4. Simulación Resultados
197 Cuando un vehículo Negocia un horizontal curva Dos Clases de fracaso poder ocurrir a saber derrape (debido
198 Para lado fricción) y Rollover (adeudado Para lateral aceleración). Así en éste investigación fricción factor y
199 lateral aceleración Fueron Considera el Dos principal criterios para seguridad.
200200
11. TRB 2014 Anual Reunión Papel revisado De Texto original en
201 4.1 Lado Fricción Factor en Actualizaciones
202 Para calcular el fricción en las curvas factor (demanda) de vehículos en diferente Positivo Grados el Fuerzas
203 interino en el Neumáticos Fueron Obtenido por simulación. El Fuerzas para el camión son Mostrado en Mesa 1.
Basado en
204 estos Resultados y el trabajo por Kontaratos Et al. (1994), como un vehículo Movimientos hacia arriba el grado eso es
Sometido Para
205 mayor longitudinal Fuerzas y por consiguiente un mayor longitudinal fricción factor y un bajar lado
206 fricción factor son Esperado Para surgir. Eso deber ser nombrado ese todo de el Curvas en el simulación giro Para el
207 Correcto y así que para todo de Pruebas el máximo vertical fuerza Actos en el Izquierda cansar de el frente eje y el
menos
208 vertical fuerza Actos en el Correcto cansar de el trasero eje. Generalmente el Izquierda lado de el vehículo
Experiencias
209 mayor lateral y vertical Fuerzas que el Correcto lado durante Arrinconar mientras en un recto camino (no
210 esquinas) el Izquierda cansar es en un superior elevación que el Correcto cansar y es por lo tanto Esperado Para ser
Sometido
211 Para un ligeramente bajar reacción. Lateral carga transferencia enlatar ocurrir durante Arrinconar Debido Para
el lateral
212 aceleración par motor generado por el motor geometría o un combinación de estos. Por lo tanto el vertical
213 Fuerzas interino en el interior y exterior los neumáticos son no Igualmente (Varunjikar 2011). Por ejemplo, en un piso
curva
214 62% de el lateral Fuerzas y 59% de el vertical Fuerzas actuar en el Izquierda lado de el camión en un diseño
velocidad
215 de 100 km/h. El bajar peso en el interior Neumáticos es Además un causa de Rollover.
216 Por divisorio el lateral Fuerzas por el vertical Fuerzas lado fricción Factores Fueron Obtenido y son Mostrado
217 en Mesa 2. Según Para éste mesa el lado fricción Factores de el sedán disminuir como el grado Aumenta.
218 Para el SUV, en todo el Pruebas el lado fricción Factores variar solamente ligeramente con grado. Sin embargo
para el
219 camión el lado fricción Factores son superior en Actualizaciones que en un plano grado. Basado en AASHTO (2011) y
220 Bonneson (2000), el fricción lateral demanda es mayor en Escarpado Actualizaciones Debido al Tractiva Fuerzas. De
221 Mesa 2, un mayor lado fricción demanda Surge solamente para el camión. Por consiguiente eso Parece ese el
Tractiva
222 Fuerzas parecer solamente para el camión. Además según Para el Resultados de Kontaratos Et al. (1994), vehículos
son
12. TRB 2014 Anual Reunión Papel revisado De Texto original en
223 Sometido Para bajar lado fricción en Actualizaciones.
224224
13. TRB 2014 Anual Reunión Papel revisado De Texto original en
225 4.2 Lado Fricción Factor en Rebajas
226 4.2.1 Sin Frenado
227 El Fuerzas en el camión Neumáticos según Para TruckSim son Mostrado en Mesa 3. Estos Resultados son
para
228 vehículos de viaje en constante velocidad sin frenado. El lado fricción Factores de vehículos Arrinconar en
229 degradaciones Fueron Obtenido por divisorio el lateral Fuerzas por el vertical Fuerzas y son Mostrado en Mesa 4,
230 De cuál eso es claro ese en todo el Pruebas el lado fricción Factores aumentar como el longitudinal grado
231 Disminuye. De el punto de derrape, las experiencias sedán la mayoría crítico situación en comparación con el
232 Otro vehículos (excepto en un velocidad de 40 km/h, Dónde el camión es en el más crítico situación). Como con el
233 Resultados para Actualizaciones el lado fricción Factores de el SUV variar solamente ligeramente con grado. Eso
Parece ese en
234 constante velocidad el lado fricción factor de el SUV es independiente de longitudinal grado. Además desde
235 AASHTO Recomienda lado fricción Factores de 0.23, 0.15, 0.12 y 0.08 en diseño Velocidades de 40, 70, 100
236 y 130 km/h, respectivamente eso enlatar ser visto que hay es compatibilidad entre el simulación Resultados para el
237 SUV y el AASHTO lado fricción valores.
238 4.2.2 Con frenado
239 Mucho llave Puntos Fueron visto en el simulación Pruebas con frenado. El lado fricción factor de el
240 vehículos Fluctuó durante frenado como Mostrado en Higo. 1 para el sedán en un velocidad de 130 km/h en un
−9%
241 grado durante el frenado reacción Hora. Por lo tanto Debido Para el presencia de estos Fluctuaciones el
242 máximo valor de el fricción lateral era Tomado Para determinar el peor situación con considerar al efecto de
243 frenado. Como Higo. 1 Muestra para el sedán en 130 km/h, el máximo valor de el lado fricción factor
244 Ocurrió 0.1 S después comienzo de frenado mientras el mínimo valor Ocurrió 0.1 S después Lanzamiento de
245 el freno en más de el Pruebas.
246 El Resultados para lado fricción Factores en el frenado caso son presentado en Mesa 5. Como ya
247 susodicho porque de las fluctuaciones de el lado factor de fricción durante el frenado tiempo (como Mostrado en la
figura.
248 1), el máximo valores de el Factores Fueron Considera en éste estudiar. De un comparación de el Resultados en
14. TRB 2014 Anual Reunión Papel revisado De Texto original en
249 Mesas 4 y 5, el Efectos de frenado en el lado fricción factor enlatar ser visto Para ser más significativo para el
250 sedán.
251 Además según Para Varunjikar (2011), el lado fricción Factores Obtenido Usando el transeúnte bicicleta
252 modelo mostrar bien acuerdo con el CarSim Resultados durante frenado. Así el frenado Resultados De
253 CarSim enlatar ser Tomado como fidedigno cuando artero downgrades.
254 4.3 Lateral Aceleración en Actualizaciones
255 Otro importante factor conmovedor vehículo estabilidad y seguridad es el lateral aceleración Para cuál eso es
256 Sometido. Dos Expresiones comúnmente ocurrir cuando trato con el aceleraciones laterales y fuerzas laterales
257 ese surgir en Arrinconar: centrífugo fuerza y centrípeto aceleración. El centrífugo fuerza es un
258 imaginario fuerza ese Presenta solamente cuando un vehículo Movimientos en un circular camino y es opuesto en
dirección Para
259 el centrípeto aceleración (Awadallah 2006). El último es con tal que por el aceleración pendiente Para
260 superelevation y neumático-pavimento fricción (Bonneson 1999a).
261 En éste parte de el estudiar el lateral aceleración de el vehículos centro de gravedad era determinado Usando
262 el simulación software y el centrípeto aceleración era calculado De el valores ya fundar para
263 el lado fricción factor (véase el anterior sección). Un comparación entre el lateral aceleración y el
264 centrípeto aceleración es presentado en éste sección. Figura 2 Muestra un diagrama de el lateral aceleración
265 interino en el camión mientras eso es de viaje en un plano grado en un velocidad de 100 km/h. Nota ese en Higo.
2, el
266 incipiente punto de el curva (PC) es en aproximadamente 6 S de movimiento y el fin punto - (PT) Señor Presidente,
señoras y señor es en 26 S. Como el
267 figura Muestra el máximo lateral aceleración Actos en el empezar de el horizontal curva y después un mientras
268 el vehículo Sufre el mismo lateral aceleración para el entero distancia de el curva. El lateral
269 aceleración para más de el curva es 5–10% bajar que el máximo valor. Según Para Bonneson
270 (1999a) vehículos tender Para turno lateralmente en Entrar un afilado horizontal curva Debido Para el
desequilibrado
271 lateral Aceleraciones ese actuar en ellos en éste punto. Informes de accidentes Participación vehículos Virando
apagado el
272 camino en horizontal Curvas indicar ese éste generalmente sucede cerca Para el empezar de el curva cuál es
15. TRB 2014 Anual Reunión Papel revisado De Texto original en
273 conocido Para ser el más peligroso área de el curva. El valor de el lateral aceleración es constante (en un
274 firme estado) para el entero distancia de el curva después el incipiente punto cuál es probablemente pendiente
Para el
275 constante dirección ángulo durante Arrinconar después el curva tiene sido entro. Finalmente el lateral aceleración
276 Disminuye en el fin de el horizontal curva y Se convierte cero en el recto sección de camino. Nota ese el
277 dirección de el medido lateral aceleración es en el exterior el curva y opuesto Para el centrípeto
278 aceleración.
279 Cuadro 6 Da el lateral y centrípeto Aceleraciones de vehículos en Actualizaciones durante las curvas. Eso enlatar
280 ser visto De éste mesa ese el longitudinal grado hace no significativamente afectar el lateral aceleración para
281 cualquiera de los dos de el pasajero Coches o para el camión. Sin embargo un diferencia entre lateral aceleración
y
282 centrípeto aceleración es fundar en alguno de el Pruebas. El lateral Aceleraciones de el SUV en un velocidad de
283 130 km/h y el camión en todo Velocidades son ligeramente superior que el respectivo centrípeto Aceleraciones. Éste
284 diferencia entre centrífugo y centrípeto Aceleraciones Proporciona un aceleración causal un lateral
285 turno ese Podría resultado en el vehículo usurpación en un adyacente Carril o hombro (Bonneson 1999a). El
286 lateral Aceleraciones interino en el sedán y el SUV son casi el mismo pero el camión es Sometido Para un
287 ligeramente mayor lateral aceleración. Porque de el superior valores de el centrípeto aceleración para el
288 sedán Lo es más establo contra aceleraciones laterales que el SUV y el camión. Otro observación De
289 Mesa 6 es ese el lateral y centrípeta Aceleraciones have superior valores en Bajo Velocidades.
290 4.4 Lateral Aceleración en Rebajas
291 Como con el fricción Factores el lateral Aceleraciones de vehículos have sido estudiado para Dos diferente
292 conducción Comportamientos a saber con y sin frenado.
293 4.4.1 Sin Frenado
294 Mesa 7 Da el lateral y centrípeto Aceleraciones de vehículos en downgrades. Como era el caso
295 con el Actualizaciones el degradaciones have solamente un leve efecto en el lateral Aceleraciones de el pasajero
16. TRB 2014 Anual Reunión Papel revisado De Texto original en
296 Coches. Sin embargo leve Diferencias entre lateral y centrípeto Aceleraciones son visto en alguno de el
297 Pruebas para el camión.
298 4.4.2 Con frenado
299 Mesa 8 Da el lateral y centrípeto Aceleraciones de vehículos en degradaciones durante Arrinconar
300 con un frenado fuerza aplicado. Como en el caso de el fricción Factores (Tabla 5), porque de Fluctuaciones
301 durante el frenado periodo máximo Aceleraciones Fueron Considera en éste estudiar.
302 El lateral aceleración de el camión es visto Para ser cerrar Para el estático estabilidad factor (SSF) en un poco de
303 el Pruebas. El SSF de un vehículo es calculado por divisorio mitad de el pista Ancho por el altura de el centro
304 de gravedad y una vez el vehículos lateral aceleración Excede éste proporción eso es probable Para rodar sobre
(Agricultor
305 y Lund 2002). El SSFs de el sedán y el SUV son 1.593 y 1.303, respectivamente mientras ese de el
306 camión sin cualquier carga útil es 1.039 y ese de el cargado camión es 0.677. Éste Además Muestra el efecto de
307 carga en el estabilidad de pesado vehículos. Mucho Rollover Accidentes ocurrir porque de sobrecargado carga ese
308 Aumenta el altura de el centro de gravedad (Huang y Abanicar 2010). El simulación Dio el máximo
309 lateral aceleración de el camión con un velocidad de 40 km/h en un −6% degradar durante frenado como
310 0.44861, mientras su SSF como ya susodicho es 0.677. Sin embargo para Turismos negociando un
311 degradar horizontal curva frenado es no un amenaza del punto de vista de aceleración. Pasajero Coches
312 son resistente Para Rollover porque de su Alto Rollover Umbrales y un pasajero coche será patinazo antes
313 Rollover enlatar ocurrir mientras que el Rollover Umbrales de camiones son Bajo porque de su superior Centros de
314 gravedad y diferente suspensión Sistemas y Ellos usualmente rodar sobre antes Ellos son probable Para
patinazo
315 (Harwood Et al. 2003).
316 5. Conclusiones
317 Para un vehículo el más peligroso parte de un horizontal curva en un camino es en el empezar de el curva
318 porque de el Fluctuaciones en el dirección ángulo y el más Negativo lateral aceleración (centrífuga
319 aceleración). En este punto el aceleración lateral Para cuál el vehículo es Sometido es 5–10% mayor que
17. TRB 2014 Anual Reunión Papel revisado De Texto original en
320 en otra parte a lo largo de el curva. Desde el dirección ángulo es relacionado Para el lateral aceleración eso es
esencial Para
321 control éste ángulo durante Arrinconar.
322 En el Simulaciones para Actualizaciones un mayor lado fricción factor (demanda) es producido para el
camión
323 aunque el lado fricción factor de el sedán es decrecido ligeramente y el SUV tenía un lado constante fricción
324 factor. Eso Parece ese el Tractiva Fuerzas afectar el lado fricción Factores solamente de pesado vehículos tal
como
325 camiones con No efecto sobre aquellos de pasajero Coches.
326 El lado fricción factor Aumenta como el degradar Aumenta en constante velocidad (no el frenar), cuál
327 medio ese un mayor lado fricción factor es producido en Escarpado degradaciones en comparación con un plano
grado
328 y Leve downgrades. Así el margen de seguridad Disminuye en Escarpado downgrades. Eso deber Además ser
nombrado
329 ese Bonneson (2000) tiene puntiagudo fuera ese el AASHTO generalmente Subestima el lado fricción factor
330 para más horizontal Curvas particularmente aquellos que tienen Escarpado Grados.
331 Actualizaciones y degradaciones hacer no have un significativo efecto en Negativo lateral Aceleraciones
332 (centrífuga aceleraciones) para pasajero Coches. Sin embargo según Para el Simulaciones el lateral
333 Aceleraciones de el camión aumentar ligeramente en degradaciones y disminuir en Actualizaciones. Así lateral
334 aceleración no poder ser llevado a ser un amenaza para pasajero Coches para cualquier grado longitudinal, aunque eso
Parece
335 ese Rollover es un serio problema para camiones porque de su Alto estático estabilidad factor. Según Para el
336 Simulaciones el máximo lateral aceleración de el camión en un velocidad de 40 km/h en un −6% degradar es
337 0.44861 durante el frenado mientras su estático estabilidad factor es 0.677. Por lo tanto éste aspecto deber ser
338 Considera en el diseño de carreteras rurales Llevar un Alto porcentaje de camiones.
339 El efecto de frenado en el lado fricción Factores de vehículos era fundar Para ser significativo. Otro
340 importante hallazgo con respecto a el frenado es el presencia de grande Fluctuaciones en el lado fricción Factores
341 de principio a fin el frenado periodo. Según Para Mesa 8, frenado enlatar ser un serio problema para el seguridad de
342 pasajero Coches (en letra chica de derrape) y camiones (en letra chica de rollover).
18. TRB 2014 Anual Reunión Papel revisado De Texto original en
343343
19. TRB 2014 Anual Reunión Papel revisado De Texto original en
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Tabla 1. Fuerzas interino en el camión Neumáticos durante Arrinconar en Actualizaciones según Para TruckSim
Diseño
veloci
dad
AASHTO
diseño
Grado
(%)
Lateral Fuerzas en Neumáticos ( N ) Señor Presidente, señoras y señores Longitudinal Fuerzas en Neumáticos
( N ) Señor Presidente, señoras y señores Vertical Fuerzas en Neumáticos ( N )
Señor Presidente, señoras y señores
(km/h) radio m) L1 L2 R1 R2 L1 L2 R1 R2 L1 L2-i R1 R2-i
L2-o R2-o
Convencional Camión Cargado
40 41 0 9298.4 11668 3603.0 6060.6 303.34 9030.0 98.921 1164.5 33221 26219 12620 13933
28672 11481
40 41 3 9309.2 11710 3713.4 6181.5 295.16 2995.6 101.15 3257.9 34222 26678 12622 14067
29189 11544
40 41 6 9755.1 13052 3844.9 6193.4 228.66 538.73 24.40 254.12 34552 26869 12812 14115
29598 11552
70 168 0 5463.2 6413.6 2361.8 4398.5 278.41 946.30 152.26 1107.5 29611 23332 16700 16162
24764 14710
70 168 3 5615.4 6555.6 2381.2 4461.9 266.13 1869.7 136.77 2036.7 29664 23479 16396 16192
24853 14736
70 168 6 5627.4 6561.6 2426.4 4501.3 242.9 1938.9 107.88 2102.5 29823 23557 16004 16232
25098 14787
100 394 0 4223.2 4884.5 1891.2 3640.0 289.53 1570.9 183.63 1710.4 27933 22684 18008 17051
23808 15927
100 394 3 4405.4 5100.9 1951.6 3770.0 273.14 1866.1 154.57 2010.9 28031 22766 17357 17005
23911 15848
100 394 6 4455.0 5151.2 1958.8 3817.0 218.79 2001.1 105.45 2145.6 28379 22793 17494 16989
23955 15836
Nota: L2-i = Neumático interior trasero del lado izquierdo, L2-o = Neumático exterior trasero del lado izquierdo, R2-i = Neumático
interior delantero del lado derecho, R2-o = Exterior traserocansar de el derecho
Tabla 2. Lado fricción Factores de vehículos Arrinconar en Actualizaciones según Para CarSim y TruckSim
Grado (%) Radio m) y Diseño velocidad (km/h)
R = 41 y V = 40
Fy
R = 168 y V = 70
Fy
R = 394 y V = 100
Fy
R = 832 y V = 130
Fy
Clase E Sedán
0 0.22661 0.17383 0.15389 0.12922
3 0.22652 0.16174 0.14150 0.11847
6 0.22617 0.15059 0.12916 0.10741
9 0.22548 0.14534 0.11762 0.09736
Clase E SUV
0 0.22722 0.14644 0.11849 0.07997
3 0.22709 0.14613 0.11823 0.07984
6 0.22669 0.14569 0.11763 0.07956
9 0.22602 0.14514 0.11731 0.07920
Convencional
Camión
Cargado
0
0.24281 0.14876 0.11673 -
3 0.24409 0.15172 0.12190 -
6 0.25362 0.15232 0.12262 -
Nota: Fy= Lado fricción factor
23. TRB 2014 Anual Reunión Papel revisado De Texto original en
Tabla 3. Fuerzas que actúan en el camión durante Arrinconar en degradaciones según Para TruckSim
Diseño
velocid
ad
AASHTO
diseño
Grado
(%)
Lateral Fuerzas en Neumáticos ( N ) Señor Presidente, señoras y señores Longitudinal Fuerzas en Neumáticos
( N ) Señor Presidente, señoras y señores Vertical Fuerzas en Neumáticos ( N )
Señor Presidente, señoras y señores
(km/h) radio
m)
L1 L2 R1 R2 L1 L2 R1 R2 L1 L2-i
L2-o
R1 R2-i
R2-o
Convencional Camión Cargado
40 41 0 9298.4 11768 3603.0 6180.6 303.34 9030.0 98.921 1164.5 34221 26219 12622 13933
28672 11481
40 41 -3 10693 13397 3907.0 6714.5 344.84 389.10 110.62 222.26 36171 25733 11968 13144
28256 10642
40 41 -6 11521 13870 3793.6 6680.8 388.33 573.13 112.79 260.65 37384 26795 10816 13212
29527 10523
70 168 0 5463.2 6413.6 2361.8 4398.5 278.41 946.30 152.26 1107.5 29661 23332 16700 16162
24764 14730
70 168 -3 6034.6 7202.4 2550.0 4735.7 481.68 720.32 337.07 542.69 31078 233472 16784 15603
4895 14059
70 168 -6 4237.4 4906.0 1863.0 3649.0 296.75 276.06 187.05 139.27 32164 22331 17465 15350
23729 13961
100 394 0 4223.2 4884.5 1891.2 3640.0 289.53 1570.9 183.63 1710.4 27933 22684 18008 17051
23808 15927
100 394 -3 6525.3 6808.2 2481.5 4657.0 2945.5 3076.3 2802.4 2922.2 28619 223782 18381 16849
3483 15746
100 394 -6 4516.6 5359.6 2030.7 3920.9 2112.4 2335.0 1989.2 2189.8 30255 21984 18902 16174
23145 15016
Nota: L2-i = Neumático interior trasero del lado izquierdo, L2-o = Neumático exterior trasero del lado izquierdo, R2-i = Neumático interior
delantero del lado derecho, R2-o = Exterior traserocansar de el derecho
Mesa 4. Lado fricción Factores de vehículos Arrinconar en degradaciones según Para CarSim y TruckSim
Radio m) y Diseño velocidad (km/h)
Grado (%)
R = 41 y V = 40
Fy
R = 168 y V = 70
Fy
R = 394 y V = 100
Fy
R = 832 y V = 130
Fy
Clase E Sedán
0 0.22651 0.17383 0.15389 0.12922
-3 0.22748 0.18418 0.16461 0.13834
-6 0.23418 0.19078 0.17265 0.14717
-9 0.23572 0.19564 0.17824 0.15320
Clase E SUV
0 0.22722 0.14644 0.11849 0.07997
-3 0.22714 0.14658 0.11862 0.08009
-6 0.22379 0.14720 0.11884 0.08017
-9 0.21568 0.14761 0.11911 0.08035
Convencional
Camión Cargado
0 0.24263 0.14868 0.11673 -
-3 0.27568 0.16318 0.11682 -
-6 0.27964 0.16378 0.12614 -
Nota: Fy= Lado fricción factor
24. TRB 2014 Anual Reunión Papel revisado De Texto original en
Tabla 5. Factores máximos de fricción lateral de los vehículos que se curvan en las bajadas durante el
frenado de acuerdo conCarSim y TruckSim
Grado (%) Radio m) y Diseño velocidad (km/h)
R = 41 y V = 40
Fy
R = 168 y V = 70
Fy
R = 394 y V = 100
Fy
R = 832 y V = 130
Fy
Clase E Sedán
0 0.27099 0.24033 0.23140 0.21603
-3 0.26831 0.23644 0.22795 0.21146
-6 0.26521 0.23281 0.22294 0.20579
-9 0.25795 0.22844 0.21887 0.20102
Clase E SUV
0 0.22809 0.16497 0.15235 0.11337
-3 0.22779 0.16645 0.15159 0.11335
-6 0.22462 0.17032 0.14867 0.11306
-9 0.21928 0.17715 0.14678 0.10935
Convencional
Camión
Cargado
0
0.26728 0.15224 0.11972 -
-3 0.31569 0.16186 0.11975 -
-6 0.39230 0.17840 0.13283 -
Nota: Fy= Lado fricción factor
Tabla 6. Aceleraciones de vehículos Arrinconar en las actualizaciones según Para CarSim y TruckSim
Grado (%) Radio m) y Diseño velocidad (km/h)
R = 41 y V = 40 R = 168 y V = 70 R = 394 y V = 100 R = 832 y V = 130
Lateral Centrípeto Lateral Centrípeto Lateral Centrípeto Lateral Centrípeto
aceleración aceleración aceleración aceleración aceleración aceleración aceleración aceleración
de CG (e+f) de CG (e+f) de CG (e+f) de CG (e+f)
Clase E
Sedán
0 -0.30576 0.30651 -0.22808 0.25383 -0.19935 0.23389 -0.16001 0.20922
3 -0.30549 0.30662 -0.22738 0.24174 -0.19912 0.22150 -0.15993 0.19847
6 -0.30477 0.30617 -0.22684 0.23059 -0.19852 0.20916 -0.15948 0.18741
9 -0.30348 0.30548 -0.22583 0.22534 -0.19761 0.19762 -0.15873 0.17736
Clase E SUV
0 -0.30517 0.30722 -0.22749 0.22644 -0.19938 0.19849 -0.16006 0.15997
3 -0.30496 0.30709 -0.22719 0.22613 -0.19913 0.19823 -0.16002 0.15984
6 -0.30420 0.30669 -0.22652 0.22569 -0.19852 0.19783 -0.15964 0.15956
9 -0.30298 0.30602 -0.22547 0.22514 -0.19764 0.19731 -0.15895 0.15920
Convencional
Camión
Cargado
0 -0.33396 0.32263 -0.23238 0.22868 -0.20071 0.19673 - -
3 -0.32787 0.32408 -0.23216 0.23177 -0.20020 0.20181 - -
6 -0.32497 0.33802 -0.23171 0.23237 -0.19941 0.20272 - -
25. TRB 2014 Anual Reunión Papel revisado De Texto original en
Mesa 7. Aceleraciones de vehículos Arrinconar en degradaciones según Para CarSim y TruckSim
Grado (%) Radio m) y Diseño velocidad (km/h)
R = 41 y V = 40 R = 168 y V = 70 R = 394 y V = 100 R = 832 y V = 130
Lateral Centrípeto Lateral Centrípeto Lateral Centrípeto Lateral Centrípeto
aceleración aceleración aceleración aceleración aceleración aceleración aceleración aceleración
de CG (e+f) de CG (e+f) de CG (e+f) de CG (e+f)
Clase E Sedán
0 -0.30576 0.30651 -0.22808 0.25383 -0.19935 0.23389 -0.16001 0.20922
-3 -0.30549 0.30748 -0.22750 0.26418 -0.19922 0.24461 -0.15973 0.21834
-6 -0.30415 0.31418 -0.22527 0.27078 -0.19905 0.25265 -0.15945 0.22717
-9 -0.29533 0.31572 -0.22132 0.27564 -0.19876 0.25824 -0.15911 0.23320
Clase E SUV
0 -0.30517 0.30722 -0.22749 0.22644 -0.19938 0.19849 -0.16006 0.15997
-3 -0.30492 0.30714 -0.22748 0.22658 -0.19927 0.19862 -0.15986 0.16009
-6 -0.30239 0.30379 -0.22469 0.22720 -0.19903 0.19884 -0.15938 0.16017
-9 -0.29112 0.29568 -0.22027 0.22761 -0.19859 0.19911 -0.15901 0.16035
Convencional
Camión
Cargado
0
-0.32974 0.32262 -0.23238 0.22868 -0.20071 0.19673 - -
-3 -0.32709 0.35568 -0.23252 0.24344 -0.20074 0.19682 - -
-6 -0.32564 0.35964 -0.23266 0.24378 -0.20082 0.20614 - -
Tabla 8. Aceleraciones máximas de los vehículos en las curvas en las rebajas durante el frenado de acuerdo con
CarSim yTruckSim
Grado (%) Radio m) y Diseño velocidad (km/h)
R = 41 y V = 40 R = 168 y V = 70 R = 394 y V = 100 R = 832 y V = 130
Lateral Centrípeto Lateral Centrípeto Lateral Centrípeto Lateral Centrípeto
aceleración aceleración aceleración aceleración aceleración aceleración aceleración aceleración
de CG (e+f) de CG (e+f) de CG (e+f) de CG (e+f)
Clase E Sedán
0 -0.26748 0.35099 -0.21012 0.32033 -0.18616 0.31140 -0.15008 0.29603
-3 -0.26327 0.34831 -0.20759 0.31644 -0.18465 0.30795 -0.14981 0.29146
-6 -0.25934 0.34521 -0.20633 0.31281 -0.18442 0.30294 -0.14917 0.28579
-9 -0.25036 0.33795 -0.20422 0.30844 -0.18549 0.29887 -0.14978 0.28102
Clase E SUV
0 -0.31230 0.30809 -0.23873 0.24497 -0.23098 0.23235 -0.19347 0.19337
-3 -0.31185 0.30779 -0.23955 0.24645 -0.22963 0.23159 -0.19273 0.19305
-6 -0.30796 0.30462 -0.24238 0.25032 -0.22418 0.22867 -0.19187 0.19336
-9 -0.30137 0.29928 -0.27365 0.28056 -0.25285 0.25139 -0.18701 0.18935
Convencional
Camión
Cargado
0
-0.30040 0.34728 -0.22560 0.23224 -0.20696 0.19972 - -
-3 -0.34889 0.39569 -0.23372 0.24186 -0.20767 0.19975 - -
-6 -0.44861 0.47230 -0.26085 0.25840 -0.21959 0.21283 - -
26. TRB 2014 Anual Reunión Papel revisado De Texto original en
0.25
0.2
0.15
0.1
0.05
0 0.2 0.4 0.6
Hora s)
Higo. 1 Fricción lateral Factores de el sedán (V = 130 km/h) en un −9% grado durante el frenado
reacción Hora (0 = comienzo de frenado 0,5 = Lanzamiento de freno)
0.05
0
-0.05
-0.1
-0.15
-0.2
-0.25
Hora s)
Figura 2 Aceleración lateral del camión en curva a una velocidad de 100 km/h en una
horizontal planacurva con un radio de 168 M
0 10 20 30
Lateral
Aceleración
Lado
Fricción