基于ADAMS的汽车最速操纵稳定性仿真分析与优化

摘要

汽车工业的发展在整个制造业领域占据着重要地位，随着社会的发展和科技的进步，人们对于技术水平的要求也越来越高，汽车操纵稳定性成为人们日益关注的焦点之一。随着公路交通网的日益完善，汽车高速行驶的情况越来越多，随着车速的增加，汽车操纵稳定性能得到明显的减弱，大多数的交通事故都是由于高速行驶过程中由于转向导致的侧向失衡。随着车辆研究技术的发展，汽车最速操纵稳定性能作为操纵稳定性能的一个领域得到了人们的广泛关注，在高速超车性能研究方向上，汽车最速操纵稳定性能可以很好的体现出车辆高速行驶过程中的操纵稳定性能。本文通过对三菱蓝瑟车型建模，结合最速操纵稳定性评价指标，对其进行了相关实验分析及最速操纵稳定性分析，并对汽车最速操纵稳定性进行了优化与改进，本文从以下研究展开。 （1）使用ADAMS对三菱蓝瑟车型进行了相关分析，将整车系统进行合理的简化，把整车模型划分为前、后悬架系统等七大子系统模型，然后对各子系统进行单独建模。在现有的评驾驶员忙碌程度、侧翻危险性、侧滑危险性指标的基础上，综合考虑汽车行驶和附着性能，增加动力性总指标、轮胎抓地能力指标以及响应性能指标等最速操纵稳定性能评价指标及汽车最速操纵稳定性综合评价指标。 （2）通过双移线实验对仿真曲线和汽车最速操纵稳定性能进行了分析，通过仿真曲线可以看出，方向盘转角响应与目标值具有明显的偏差，方向盘灵敏度较低，为下一步整车最速操纵稳定性能的优化分析的方向提供了一定的思路。通过最速操纵稳定性能仿真曲线可以得到驾驶员负担评价指标、侧倾危险指标、侧滑危险指标、动力性评价指标、轮胎抓地评价指标、响应性评价指标和综合评价指标在双移线实验中的变化，通过分析得到汽车在行驶过程中各个评价指标值的变化趋势，根据指标值的变化进而得到汽车在行驶过程中汽车最速操纵稳定性能的变化。 （3）通过对汽车不足转向度影响因素进行细化，分析了前后悬架侧倾刚度、静态设计参数 SDF、悬架等效侧偏刚度 等对汽车不足转向度的影响，通过仿真分析可以看出，悬架侧倾中心位置过高，悬架等效侧偏刚度 偏大。为了进一步改善汽车不足转向特性，从悬架几何设计和改善衬套刚度入手，通过灵敏度分析得到影响侧倾中心及悬架等效侧偏刚度 较大的悬架几何设计硬点参数及相应的衬套参数，通过优化使得前悬架侧倾中心高度由原来的 96.75 mm 下降到86.65mm，并且侧倾转向系数变化甚小，前悬架等效 由原来的 82.69％变为75.63％，降到了合理范围之内，使得汽车不足转向特性有了进一步的提升。通过对比汽车最速操纵稳定性各项评价指标及综合评价指标，在汽车不足转向特性得到改善的同时，汽车最速操纵稳定性能也进一步的获得了提升。 （4）调整质心高度、质心前后位置、前悬架刚度等汽车结构参数来研究汽车相关结构参数对汽车最速操纵稳定性能的影响。通过整车双移线实验，结合仿真曲线对比汽车侧向加速度、侧倾角、横摆角速度及最速操纵稳定性综合评价指标的变化来研究汽车最速操纵稳定性能的变化。结果表明，汽车质心前移、降低质心高度、增加前悬架侧倾刚度有利于改善汽车最速操纵稳定性能。

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