基于虚拟样机技术的汽车操纵稳定性研究

论文摘要

随着汽车速度的提高,汽车的操纵稳定性越来越重要,它是影响汽车主动安全的重要性能之一,被称为“高速车辆的生命线”。传统的研究方法已经无法满足对汽车性能研究的要求,虚拟样机技术的发展给汽车的操纵稳定性的研究带来了很大的便利,它使得分析单个因素对整车性能的影响更为方便。悬架K&C特性和整车参数对汽车的操纵稳定性有很大的影响,但对于实际物理样车中很难得到单个参数的变化对汽车操纵稳定性的影响。利用Adams/car可以很方便的模拟单个参数变化对汽车操纵稳定性的影响,并且其中的概念悬架模块可以将悬架的K&C特性分离,这又使分析悬架单个特性对汽车操纵稳定性的影响变得容易。分析单个参数对汽车操纵稳定性的影响以及敏感性,可以为提高汽车操纵稳定性的优化设计提供重要指导。本文首先基于Adams/car建立了双横臂独立前悬架和多连杆独立后悬架的仿真模型,并在此基础上利用CSM模块对其分别建立了对应的概念悬架模型,进而组建了概念整车仿真模型。然后利用双横臂独立前悬架和多连杆独立后悬架模型分析了悬架的K&C特性及其对汽车操纵稳定性的影响。接着利用概念整车模型仿真研究了前后轮外倾角、前束角、轮距这三个量的K指标、纵向力指标、侧向力指标、回正力矩指标对汽车操纵稳定性的影响,仿真分析时分别对单个指标取正常、抑制、反方向作用作为对比试验,汽车操纵稳定性试验选取了直线制动、稳态转向、阶跃转向和鱼钩试验。在Insight模块中,采用相同的试验,利用概念整车模型分析得到了悬架K&C特性对汽车操纵稳定性的敏感性顺序。最后分析了整车参数对阶跃转向的影响,整车参数选取了质心的前后位置、质心的上下位置、前后悬架的刚度、轮距、轴距、载荷,并对单个参数依次取了正常、增大一定值(比例)、缩小一定值(比例)作为对比试验。通过分析悬架K&C特性和整车参数对汽车操纵稳定性的影响,可以为悬架设计和底盘调校提供理论依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的提出
• 1.1.1 悬架K&C特性与操纵稳定性
• 1.1.2 整车参数与操纵稳定性
• 1.2 研究历史和现状
• 1.2.1 悬架K&C特性
• 1.2.2 操纵稳定性
• 1.2.3 汽车操纵稳定性仿真技术
• 1.3 本文研究内容
• 第2章 悬架及整车建模
• 2.1 悬架仿真模型的建立
• 2.2 概念悬架模型的建立
• 2.2.1 概念悬架模块简介
• 2.2.2 概念悬架属性文件介绍
• 2.2.3 概念悬架仿真模型的建立
• 2.3 本章小结
• 第3章 悬架系统K&C特性分析
• 3.1 悬架K&C特性分析
• 3.1.1 悬架K&C简介
• 3.1.2 悬架K&C特性指标
• 3.1.3 悬架K&C特性影响因素
• 3.2 悬架系统K&C特性虚拟试验制定
• 3.2.1 悬架系统K&C特性试验目的和试验对象
• 3.2.2 悬架K&C特性测试项目
• 3.3 悬架K&C特性虚拟试验
• 3.3.1 悬架K特性参数虚拟试验研究
• 3.3.2 悬架C特性参数虚拟试验研究
• 3.4 本章小结
• 第4章 悬架K&C特性对汽车操纵稳定性的影响分析及仿真研究
• 4.1 悬架K&C特性参数对汽车操纵稳定性的影响分析
• 4.1.1 车轮外倾角对汽车操纵稳定性的影响分析
• 4.1.2 车轮前束角对汽车操纵稳定性的影响分析
• 4.1.3 轮距对汽车操纵稳定性的影响分析
• 4.2 汽车操纵稳定性试验选取
• 4.2.1 直线制动试验
• 4.2.2 稳态转向试验
• 4.2.3 转向盘转角阶跃输入试验
• 4.2.4 Fish hook试验
• 4.3 悬架K&C特性对汽车操纵稳定性影响的仿真研究
• 4.3.1 悬架K&C特性对汽车直线制动的影响仿真研究
• 4.3.2 悬架K&C特性对稳态转向的仿真研究
• 4.3.3 悬架K&C特性对阶跃试验的仿真研究
• 4.3.4 悬架K&C特性对Fish hook试验的仿真研究
• 4.4 本章小结
• 第5章 悬架K&C特性对汽车操纵稳定性的敏感性分析
• 5.1 实验优化设计和灵敏度分析概述
• 5.1.1 研究策略
• 5.1.2 实验设计
• 5.1.3 灵敏度分析
• 5.2 悬架K&C特性参数对直线制动的敏感性分析
• 5.3 悬架K&C特性参数对稳态转向的敏感性分析
• 5.4 悬架K&C特性参数对阶跃试验的敏感性分析
• 5.5 悬架K&C特性对Fish hook试验的敏感性分析
• 5.6 本章小结
• 第6章 整车参数对汽车操纵稳定性的影响仿真分析
• 6.1 整车质心位置对汽车操纵稳定性的影响仿真分析
• 6.1.1 质心的前后位置对汽车操作稳定性的影响
• 6.1.2 质心的上下位置对汽车操纵稳定性的影响
• 6.2 悬架的刚度对汽车操纵稳定性的影响分析
• 6.2.1 前悬架刚度对汽车操纵稳定性的影响
• 6.2.2 后悬架刚度对汽车操纵稳定性的影响
• 6.3 轮距对汽车操纵稳定性的影响分析
• 6.3.1 前轮距对汽车操纵稳定性的影响分析
• 6.3.2 后轮距对汽车操纵稳定性的影响分析
• 6.4 轴距对汽车操纵稳定性的影响分析
• 6.5 载荷对汽车操纵稳定性的影响分析
• 6.6 本章小结
• 第7章 全文总结与展望
• 7.1 全文总结
• 7.2 展望
• 参考文献
• 研究生期间发表的论文
• 致谢