基于ADAMS/CAR的某微型客车操纵稳定性分析

摘要

操纵稳定性是微型客车的重要动态性能,是微型客车设计中的关键技术问题。基于多体动力学的虚拟样机技术是进行操纵稳定性分析及其优化设计的先进手段。本文总结了系统动力学的发展现状和未来的趋势,介绍了目前广泛应用的典型多体软件ADAMS的各种模块以及理论基础。在ADAMS/CAR软件平台上,建立了某微型客车详细的参数化的多体动力学模型:前悬架(麦佛逊)系统、后悬架(板簧)系统、转向系统、车身系统、动力系统、制动系统的详细模型;模型中的连接方式完全按其实际结构,应用ADAMS软件所提供的力约束及铰链约束等工具予以准确反映;板簧由离散梁单元建模,减振器的阻尼以及连接处的橡胶衬套由试验获取,并考虑了其非线性特性。轮胎模型则采用了Fiala模型。
　　 结合实际车辆的实车试验对仿真整车模型进行操纵稳定性的对比验证,利用实车试验记录的信号作为模型仿真的输入,对所建多体车辆模型进行了多种实车试验验证。仿真结果表明所建整车动力学模型具有较高的模型精度,达到了实际工程应用要求。在验证模型的正确性和精确性的基础之上,对该整车模型进行了基于国标的操纵稳定性仿真分析,并对该车操纵稳定性进行了分析评价。另外还对影响整车操纵稳定性能的若干因素进行了初步探讨,为以后车型改进提供参考。
　　 本文是虚拟样机技术在微型客车设计、分析方面的有益探索和尝试,目的是实现提高产品的设计质量,加快开发速度,降低研发成本。本文对于微型客车的开发设计有着直接的指导作用。

目录

文摘

英文文摘

论文说明:图表目录

第1章 绪论

1.1 研究背景

1.2 多体动力学国内外研究概况及发展趋势

1.3 课题来源及目的及意义

1.4 主要工作内容

1.5 论文结构安排

第2章 多体动力学理论及ADAMS介绍

2.1 引言

2.2 多体动力学基本理论

2.2.1 运动学方程

2.2.2 动力学方程

2.3 ADAMS软件概述

2.4 ADAMS建模基础

2.5 ADAMS/Car建模及仿真

2.6 本章小结

第3章 微型客车多体动力学建模

3.1 引言

3.2 非线性衬套、减振器、钢板弹簧等力元模型

3.3 轮胎模型

3.4 前悬架、转向系统模型

3.5 后悬架系统模型

3.6 车身模型

3.7 动力系统和制动系统模型

3.8 驾驶员模型

3.9 整车模型的建立

3.10 本章小结

第4章 虚拟样车仿真模型验证

4.1 引言

4.2 试验主要仪器和设备

4.3 角阶跃输入试验验证

4.4 角脉冲输入试验验证

4.5 本章小结

第5章 整车操纵稳定性仿真分析及评价

5.1 汽车操纵稳定性评价方法

5.2 稳态回转试验仿真

5.2.1 试验目的和意义

5.2.2 试验标准

5.2.3 试验方法

5.2.4 试验测量变量

5.2.5 试验数据处理

5.2.6 试验评价

5.3 转向盘转角阶跃输入试验

5.3.1 试验目的和意义

5.3.2 试验标准

5.3.3 试验方法

5.3.4 试验测量变量

5.3.5 试验数据处理

5.3.6 试验评价

5.4 转向盘转角脉冲输入试验

5.4.1 试验目的和意义

5.4.2 试验标准

5.4.3 试验方法

5.4.4 试验测量变量

5.4.5 试验数据处理

5.4.6 试验评价

5.5 低速转向回正试验

5.5.1 试验目的和意义

5.5.2 试验标准

5.5.3 试验方法

5.5.4 试验测量变量

5.5.5 试验数据处理

5.5.6 试验评价

5.6 转向轻便性试验

5.6.1 试验目的和意义

5.6.2 试验标准

5.6.3 试验方法

5.6.4 试验测量变量

5.6.5 试验数据处理

5.6.6 试验评价

5.7 影响操纵稳定性的若干因素探讨

5.7.1 质心高度及位置对操纵稳定性的影响

5.7.2 轴距对操纵稳定性的影响

5.7.3 轮胎特性参数对操纵稳定性的影响

5.7.4 前轮定位参数对操纵稳定性的影响

5.7.5 侧倾角刚度对操纵稳定性的影响

全文总结

参考文献

致谢