基于ADAMS的载货汽车平顺性仿真与优化

摘要

本论文以某公司的驾驶室全浮平头车、驾驶室半浮长头车为研究及验证对象,应用ADAMS虚拟样机软件建立了车架柔性的高精度刚柔耦合整车模型,并根据车辆行驶的实际情况为虚拟模型建立相应的路面激励,使虚拟模型按照一定的速度在路面上行驶,并考虑了不合格轮胎带来的轮胎激励,通过这样的仿真过程来测试车辆的振动情况。为使车辆的平顺性能更好,振动更小,对模型进行优化分析,通过更换轮胎或改变汽车的相关参数,如悬架及驾驶室悬置刚度、阻尼系数等来提高车辆行驶的相应性能。由于阻尼为非线性阻尼,发挥ADAMS和MATLAB各自的优势,采用联合仿真的方法进行仿真优化,为载货汽车平顺性仿真优化提供了一种高精度、高效率的新途径。
　　本文的各章节内容安排如下:
　　1、介绍论文的研究意义和背景;阐述了国内外车辆平顺性分析的主要研究现状;介绍了ADAMS虚拟样机技术的概念、在汽车行业的应用以及使用虚拟样机技术研究行驶平顺性的意义;给出本论文的来源、主要研究内容和整体框架。
　　2、从悬架系统、轮胎模型、车架、驾驶室全浮悬置、驾驶室半浮悬置、道路模拟试验台等几个方面进行了分析研究并建立了驾驶室全浮车架刚性平头车模型、驾驶室全浮车架柔性平头车模型、驾驶室半浮车架刚性长头车模型、驾驶室半浮车架柔性长头车模型。
　　3、介绍了车辆参数的获取方法;采用滤波白噪声法,使用 MATLAB/Simulink编写了随机路面谱激励;分析了轮胎激励的产生和施加方法;阐述了车辆平顺性的评价指标以及振动对人体的影响情况;对整车样机模型进行了验证及优化;驾驶室全浮平头车更换为合格轮胎后平顺性已满足要求,而驾驶室半浮长头车还需进行刚度,阻尼等参数的优化,采用ADAMS和MATLAB联合仿真的方法对含有非线性阻尼的整车模型进行平顺性优化,得到刚度和阻尼优化后的值和非线性曲线,优化后模型的平顺性有了明显的改善。
　　4、对ADAMS软件二次开发的原理进行了简单讲述,开发了包含驾驶室全浮车架刚性平头车模块、驾驶室全浮车架柔性平头车模块、驾驶室半浮车架刚性长头车模块、驾驶室半浮车架柔性长头车模块、仿真分析模块等五部分的平顺性分析平台。并对界面的功能和具体情况进行相应的介绍。
　　5、总结了全文的具体工作,并对本文的后续工作进行展望。

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第一章 绪论

§1.1汽车行驶平顺性研究的背景及意义

§1.2汽车行驶平顺性研究的国内外概括

§1.3虚拟样机技术

§1.4论文的主要研究内容和整体框架

§1.5本章小结

第二章 载货汽车仿真模型的建立

§2.1引言

§2.2整车模型的建模原理

§2.3 悬架系统

§2.4 轮胎模型的建立

§2.5车架刚性体

§2.6 车架柔性体

§2.7 驾驶室及其悬置系统

§2.8 道路模拟试验台

§2.9整车模型

第三章 仿真分析及优化

§3.1 引言

§3.2 车辆参数

§3.3道路模拟试验台路面谱的建立

§3.4 轮胎激励

§3.5 振动对人体的影响

§3.6平顺性评价方法

§3.7 模型的仿真与验证

§3.8车辆行驶平顺性的优化

§3.9 本章小结

第四章 系统开发及应用

§4.1 引言

§4.2 创建用户界面的方法

§4.3对话框的创建方法

§4.4整车平顺性仿真分析平台的开发

§4.5 本章小结

第五章 总结与展望

§5.1 全文总结

§5.2 研究展望

参考文献

致谢

作者在攻读硕士期间主要研究成果