基于虛擬樣機的汽車平順性仿真分析

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1、6技術(shù)縱橫輕型汽車技術(shù)2011(7／8)總263／264基于虛擬樣機的汽車平順性仿真分析李忠欣(上海汽車商用車技術(shù)中心)摘要本文根據(jù)某公司提供的某車型的相關(guān)數(shù)據(jù)，在多體動力學(xué)仿真軟件ADAMS／Car中對該車型進行建模并仿真。隨后根據(jù)ISO2631-1：1997(E)對汽車行駛平順性的評價標(biāo)準(zhǔn)，采用總加權(quán)加速度均方根、懸架動行程與輪胎動載荷三個指標(biāo)對該車進行評價。最后對該車型進行試驗驗證。關(guān)鍵詞：汽車平順性仿真分析整車主要參數(shù)見表1。1前言表1部分整車參數(shù)表行駛平順性是汽車的一個重要的性能指標(biāo)，它整車參數(shù)數(shù)值整車整備質(zhì)量1163／1583kg主要是由于路面的不平度和發(fā)動機、傳動系統(tǒng)

2、及車軸距2610inlTl輪等旋轉(zhuǎn)部件的激勵所產(chǎn)生的振動和沖擊所引起前輪距1470mm的。平順性差不僅會降低汽車的壽命和可靠性，影響后輪距1470mm駕駛員和乘客的舒適性和身體健康、后備箱行李的前軸載荷705／810kg完整性，而且也會對汽車的燃油經(jīng)濟性和效率造成后軸載荷458／773kg影響。由于汽車是一個由許多子系統(tǒng)組成的非常復(fù)主銷內(nèi)傾角9．8。雜的非線性系統(tǒng)ll112113114]，如何建立一個能更全面描述主銷后傾角5．26。汽車動態(tài)特性的模型，是進行平順性仿真研究的關(guān)前輪／后輪前束角一0．29。／一008。前輪／后輪外傾角01。／一02。鍵。仿真模型是平順性試驗的延伸，是找

3、出汽車所存在問題后進一步研究汽車行駛平順性的有效途徑。將在ADAMS／Car中創(chuàng)建的各個子系統(tǒng)通過通訊器communications進行相互裝配，圖1為整車裝2整車特征參數(shù)的獲取及配模型圖。整車裝配汽車模型的參數(shù)精度是影響后續(xù)分析精度的主要因素，所以在模型的創(chuàng)建過程中要盡可能使參數(shù)最大程度地接近實際值。整車的特征參數(shù)包括運動學(xué)參數(shù)、質(zhì)量參數(shù)、力學(xué)特性參數(shù)。獲取模型的參數(shù)方法有：試驗法、計算法、CAD建模法、圖紙查閱法、CAD建模法等。根據(jù)某公司提供的某車型的相關(guān)數(shù)圖1整車裝配模型據(jù)，在多體動力學(xué)軟件ADAMS／Car中對該車的前麥本文在建模時考慮到了車身內(nèi)駕駛員、乘客以弗遜懸架、車

4、身、制動系統(tǒng)、后雙天梯連桿懸架、輪及行李箱的質(zhì)量分布對平順性的影響，分別用剛體胎、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和發(fā)動機等7個子系統(tǒng)模型進行裝配。來代表車內(nèi)的駕駛員、乘客以及行李箱的質(zhì)量，這輕型汽車技術(shù)2011(7／8)總263／264技術(shù)縱橫7樣就能體現(xiàn)質(zhì)量分布對平順性的影響，也更切近現(xiàn)¨】：：_唧1實。3汽車行駛平順性的評價方法對平順性的評價，傳統(tǒng)的方法就是參考^IJli

5、．-lljII．—1—．IjIII{．1h矗．．．。JJ山-dlIS0263l一1：1997(E)里面的評價方法進行評價。根據(jù)例FI『If’l『幫ⅦI『1lnif唧“汽車行駛平順性的相關(guān)理論可知，在汽車懸架系統(tǒng)ll‰”。設(shè)計中，懸

6、架的動行程和車輪動載荷直接影響汽車圖4駕駛員座椅處縱向加速度功率譜曲線的行駛平順性能和行駛安全性能，同時懸架的動行表2不同載荷下駕駛員座椅處加權(quán)加速度均方根值程和車輪動載荷這兩個指標(biāo)又受到懸架彈簧剛度和Z軸加權(quán)加Y軸加權(quán)加X軸加權(quán)加速度均方根速度均方根速度均方根總加權(quán)加速減振器阻尼的影響，因此，也要加以約束。本文參考車身載荷值值值度均方根值(m／s2)(m／s)(m／s)(m／s)H．P．威魯邁特的方法[51，以不舒適參數(shù)(以空載0．2260．101508690．2934ISO2631—1：1997(E)作為評價標(biāo)準(zhǔn))、懸架動行程參數(shù)坐一個乘客0．235lO．O9760．08920

7、．2992(sws)、輪胎動載荷參數(shù)(DT)這三個標(biāo)準(zhǔn)來坐二個乘客0．22810．O9450．0924O．2937=個乘客0．2298O．1O50．09870．3058對平順性進行評價，其中懸架動行程參數(shù)體現(xiàn)了懸坐四個乘客0．21850．09670．0960．2901架撞擊限位塊的概率，是平順性評價的附加指標(biāo)，車滿載O．2120．08870．0970．2807輪與路面的動載荷的影響主要體現(xiàn)在汽車的操縱穩(wěn)定性上，為了在平順性分析的同時兼顧操縱穩(wěn)定性，加速度功率譜曲線，其中紅線代表滿載，藍線代表車輪與路面的動載荷參數(shù)也作為平順性評價的附加空載。表2為不同載荷下駕駛員座椅處各個軸向的指標(biāo)

8、。加權(quán)加速度均方根值。根據(jù)文獻可知，駕駛員座椅垂直軸向的頻率加4在ADAMS／Car中進行平順性仿真權(quán)函數(shù)最敏感的頻率范圍為4Hz～12．5Hz，駕駛員座根據(jù)國標(biāo)GB／T4970—1996《汽車行駛平順性隨椅水平軸向的頻率加權(quán)函數(shù)最敏感頻率范圍為機輸入行駛試驗方法》的要求，以本文所建立的B0．5～2Hz，故在垂直方向加速度功率譜密度曲線的峰級路面為隨機輸入路面，在滿載的情況下以常速值應(yīng)該避開4～12．5Hz這個敏感范圍，在水平方向加(70km／h)進行平順性仿真試驗。