基于VPG技术的汽车平顺性虚拟仿真研究

论文摘要

汽车行驶平顺性是现代汽车的重要性能之一,已成为汽车产品在市场竞争中获胜的关键因素。随着计算机技术的迅猛发展和虚拟仿真技术的出现,传统平顺性研究方法得到了不断的更新和完善,利用计算机进行汽车仿真试验已成为现实,并为汽车产品的设计研发提供了更加合理、快捷、准确的途径。本文以某款实际车型为参考,以整车为研究对象,利用汽车虚拟试验场（VPG）软件建立了虚拟仿真模型,通过计算和对仿真结果的分析,全面、准确地评价所建模型的平顺性,并进一步研究不同因素对平顺性的影响。主要研究内容包括:首先,对整车系统进行分析和简化,基于VPG技术建立所研究车型的整车多体动力学有限元模型,其中包括悬架系统、轮胎模型、车身有限元模型等。选择合适的单元类型,对整车进行网格划分,同时定义单元的材料属性、设置初始条件和边界条件等;其次,根据路面不平度功率谱密度,在VPG中建立所需等级的随机路面,并定义轮胎与路面的接触。完成整个仿真系统的建立后,将其提交LS-DYNA中计算、求解,得到时域信号下的车身振动加速度曲线和频域信号下的加速度功率谱曲线,研究车速、轮胎、悬架及路面条件对平顺性的影响。根据国际标准的规定及我国关于平顺性研究的要求,选用总加权加速度均方根值法对所建车辆模型的平顺性进行评价。此外,还将仿真结果与实车试验数据进行对比,验证了基于VPG技术的汽车平顺性仿真试验可以真实地反映实车工况,所建仿真模型合理、准确,仿真结果真实、可靠。总之,汽车平顺性虚拟仿真研究对提高汽车平顺性、缩短产品研发周期、降低生产成本有着重要的现实意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 本课题的研究背景和意义
• 1.2 汽车行驶平顺性的国内外研究发展概况
• 1.2.1 汽车行驶平顺性在国内外的发展概况
• 1.2.2 汽车行驶平顺性的研究概况
• 1.3 虚拟试验技术在汽车动力学方面的应用
• 1.4 本课题研究的主要内容及拟采用的研究方法
• 1.4.1 本课题研究的主要内容
• 1.4.2 本课题拟采用的研究方法
• 第2章 多体系统动力学的基本理论及VPG 软件简介
• 2.1 多体系统动力学的基本理论
• 2.1.1 多体系统动力学概述
• 2.1.2 多刚体系统动力学的基本理论
• 2.1.3 多柔体系统动力学的基本理论
• 2.2 VPG 软件简介
• 2.2.1 VPG 软件提出的背景
• 2.2.2 VPG 软件的理论基础
• 2.2.3 VPG 软件的功能模块及特点
• 2.3 本章小结
• 第3章 汽车平顺性模型的建立
• 3.1 引言
• 3.2 整车多体动力学模型的建立
• 3.3 整车仿真模型的建立
• 3.3.1 整车仿真模型的建模思路及其参数准备
• 3.3.2 车身有限元模型的建立
• 3.3.3 悬架模型的建立
• 3.3.4 轮胎模型的建立
• 3.3.5 随机路面模型的建立
• 3.3.6 整车仿真系统的建立
• 3.4 本章小结
• 第4章 汽车平顺性仿真及其影响因素分析
• 4.1 引言
• 4.2 汽车行驶平顺性评价方法
• 4.3 平顺性仿真试验条件及方法
• 4.4 汽车平顺性仿真及其影响因素分析
• 4.4.1 车速对平顺性的影响
• 4.4.2 轮胎胎压对平顺性的影响
• 4.4.3 悬架对平顺性的影响
• 4.4.4 路面条件对平顺性的影响
• 4.5 本章小结
• 第5章 汽车平顺性仿真结果的对比及分析
• 5.1 引言
• 5.2 柔体车身与刚体车身模型的平顺性仿真结果的对比及分析
• 5.2.1 柔体车身模型的建立
• 5.2.2 柔体车身和刚体车身模型的平顺性仿真结果的对比及分析
• 5.3 平顺性实车试验与仿真结果的对比及分析
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢