稳态回转分析报告

目录

1 分析目的 (2)

2 63自由度整车模型的建立 (2)

2.1 整车模型的主要特性参数 (2)

2.2 前、后悬架建模 (3)

2.3 轮胎建模 (3)

2.4 整车模型的建立 (4)

3 稳态回转试验仿真分析结果 (5)

4 结论 (8)

1 分析目的

为评价轿车的稳态回转性能，本文利用多刚体分析软件ADAMS对满载工况的整车动力学仿真模型进行了稳态回转工况的仿真分析。模型中详细考虑了前悬架系统、后悬架系统、转向系统、轮胎以及各连接件之间弹性衬套等的影响，以确保模型的准确性和较高的分析精度。

2 63自由度整车模型的建立

建立仿真模型时，作了如下假设：

1)簧载质量看作一个刚体，具有六个自由度。

2)对于刚体之间的柔性连接作适当的简化,采用线性弹性橡胶衬套

(bushing)来模拟其在实际工况下的动力学特性。

2.1 整车模型的主要特性参数

整车模型的特性参数主要通过以下三种方式确定，其主要特性参数如表1所示。

1) 根据试验测量得到；

2) 根据三维数模计算得到；

3) 根据理论公式计算得到。

表1 主要特性参数（满载）

2.2 前、后悬架建模

轿车前悬架为麦弗逊式独立悬架，后悬架为螺旋弹簧复合式悬架。建模时，根据实际情况简化得到减振支柱总成、转向节、横摆臂、减振器及横向稳定杆等刚体。同时，对它们之间的连接形式也作了合理的简化：横摆臂通过球铰与转向节臂相连，通过弹性衬套与车身相连。

将横向稳定杆用左右两个杆状刚体模拟，它们之间通过扭转弹簧连接。后悬架的整体式车桥、横向稳定杆通过柔性体来模拟。

2.3 轮胎建模

在本次分析中，采用的轮胎模型是ADAMS自带的UA模型，其基本思想可概括为：轮胎由一系列可三维变形的弹性单元组成，每个单元可简化为相互垂直的三维弹簧以传递垂直方向的力、纵向力和侧向力。通过求解轮胎与地面相互作用的微元动力学方程，可推导得到单一工况和混合工况下的轮胎动力学特性。其主要特性参数有：侧偏刚度、外倾刚度、垂向刚度、纵向刚度、滚动阻力系数及

垂向阻尼系数等，轮胎坐标系采用SAE标准坐标系。对于路面文件，采用平滑路面，各个轮胎接触的路面特性相同。

2.4 整车模型的建立

完成上述子系统建模后，需将它们装配成一辆整车。整车模型总共由48个刚体组成（包括轮胎），各刚体之间通过不同的理想约束形式连接。在计算整车系统自由度时，这些约束形式将减去系统一定的自由度数，而不同约束减去的自由度数是不相同的（参见表2）。根据上述原理计算得到整车虚拟样机的自由度数为DOF=63。

表2 模型中用到的理想约束类型及数目

约束形式约束个数每个约束减去的自由度数

转动副 2 5

圆柱副 4 4

球铰12 3

滑动副 1 5

固接副10 6 装配完成后的63自由度虚拟样机模型如图1所示：

图1 AM-12整车仿真模型