汽车侧倾模型

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汽车主动防侧倾系统建模与试验分析

汽车主动防侧倾系统建模与试验分析

过橡胶衬套固定 在 副 车 架 上,因 此 其 侧 倾 角 与 车
身相同. 稳 定 杆 两 端 连 杆 与 避 震 器 或 下 摆 臂 相
连.汽车的侧倾 力 矩 与 悬 架 刚 度、主 动 稳 定 杆 刚
度在侧倾角下的反侧倾力矩平衡.
导得到液压马达需达到的输出扭矩.根据受力模
型,考虑簧 上 质 量,建 立 动 力 学 模 型,得 出 激 励 器
需要产生的反侧倾力矩 M α 与侧向加速度a、侧倾
Mα = f(
a,
φ̈,
φ,
φ)

考虑簧载质量:
(
1)

Imsφφ̈ +Cφφ + Kφφ + Maf + Mar = amshs + mshsφg

s s
Imsφ = m h
Cφ = Cφf +Cφr =2Ccφf +2Ccφr
Maf =α(
amshs + mshφg -Tms )
高车辆行驶稳定性和安全性,改善乘坐舒适性.
关键词:主动防侧倾;稳定杆;侧向稳定性;联合仿真
中图分类号:
U461
DOI:
10.
3969/

s
sn.
1004

132X.
2017.
22.
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Mode
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汽车理论 汽车的侧翻

汽车理论 汽车的侧翻
汽车理论
第三十八讲
主讲教师:
学时:48
第五章 汽车的操纵稳定性
第八节 汽车的侧翻
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第八节 汽车的侧翻
➢汽车侧翻是指汽车在行驶过程中绕其纵轴线转动90° 或更大的角度,以至车身与地面相接触的一种极其危险的 侧向运动。
汽车侧翻可 分为两类
曲线运动引起的侧翻
绊倒侧翻
3
第八节 汽车的侧翻
一、刚性汽车的准静态侧翻
汽车操纵稳定性的概念及研究范围(评价) 车辆坐标系与轮胎坐标系 线性二自由度汽车模型的建立和微分方程 稳态横摆角速度增益和稳定性因数 稳态响应的表征 瞬态响应的品质和收敛(稳定)条件 侧倾问题(操稳性与悬架的关系) 操稳性与转向系和传动系的关系、电子稳定控制系统 侧翻问题
15
第八节 汽车的侧翻 本节内容结束 下一节
5
第八节 汽车的侧翻
表5-4 几种汽车侧翻阈值的范围
车辆类型
质心高度/cm 轮距/cm
跑车
46~51
127~154
微型轿车
51~58
127~154
豪华轿车
51~61
154~165
轻型客货两用车
76~89
165~178
客货两用车
76~102
165~178
中型货车
114~140
165~190
重型货车
154~216
16
178~183
侧翻阈值/g 1.2~1.7 1.1~1.5 1.2~1.6 0.9~1.1 0.8~1.1 0.6~0.8 0.4~0.6
6
第八节 汽车的侧翻
几种微型轿车的侧翻阈值及侧翻事故率
7
第八节 汽车的侧翻
几种轿车和多用途车的侧翻阈值及侧翻事故率

汽车侧倾稳定性试验方法

汽车侧倾稳定性试验方法

汽车侧倾稳定性试验方法引言汽车侧倾稳定性是指汽车在行驶过程中遇到外部力作用时的表现。

侧倾稳定性好的汽车在转弯或通过不平路面时能够保持平稳的姿态,避免侧倾过大而引起不安全的行为。

为了确保汽车在各种路况下的行驶安全性,需要进行汽车侧倾稳定性试验。

本文将介绍一种常用的汽车侧倾稳定性试验方法,供汽车制造商和研发人员参考。

试验背景汽车侧倾稳定性是车辆动力学性能的一个重要指标,与汽车的底盘结构、悬架系统以及车辆质量分布等因素密切相关。

通过进行侧倾稳定性试验,可以评估汽车在各种情况下的操控性和行驶稳定性。

试验设备进行汽车侧倾稳定性试验需要以下设备:1.倾斜试验台:用于模拟车辆在转弯时的侧倾情况。

倾斜试验台可以使车辆在不同角度下进行稳定性试验。

2.传感器:用于测量车辆在侧倾时的姿态角度和加速度等参数。

常用的传感器包括倾斜传感器和加速度传感器。

试验步骤1.车辆准备:选择一辆待测试的汽车,并进行必要的准备工作,包括检查车辆底盘结构和悬架系统的完整性,调整车辆重心位置等。

2.安装传感器:将倾斜传感器和加速度传感器安装在车辆上,确保其能够准确测量车辆的侧倾角度和加速度。

3.将车辆停靠在倾斜试验台上,并使车辆保持静止状态。

4.开始试验:通过控制倾斜试验台的角度,使车辆产生侧倾运动。

逐步增加倾斜角度,并记录每个角度下车辆的侧倾角度和加速度。

5.分析数据:根据记录的数据,对车辆在不同倾斜角度下的侧倾角度和加速度进行统计分析。

可以绘制曲线图或表格来展示试验结果,并进行进一步的数据处理和分析。

6.评估结果:根据试验结果评估汽车的侧倾稳定性。

如果车辆在较大角度下仍能保持较小的侧倾角度和加速度,则说明该车辆具有较好的侧倾稳定性。

试验注意事项在进行汽车侧倾稳定性试验时,需要注意以下事项:1.安全性:确保试验过程中的安全性,包括车辆的固定性和操作人员的安全。

2.试验环境:选择合适的试验环境,避免有风、坡度较大或其他干扰因素存在。

3.数据准确性:保证传感器的准确性和可靠性,以获取真实有效的试验数据。

汽车侧倾稳定性的动态仿真(一) --数学模型的建立

汽车侧倾稳定性的动态仿真(一) --数学模型的建立

汽车侧倾稳定性的动态仿真(一) --数学模型的建立
刘合法;花家寿
【期刊名称】《传动技术》
【年(卷),期】2003(017)002
【摘要】本文通过对独立悬架和非独立悬架侧倾运动特性的分析并结合采用已有的轮胎力学模型,建立了反映独立悬架和非独立悬架侧倾运动特性的数学模型.在此基础上,根据汽车侧倾时悬挂质量对前后悬架的力和力矩作用来组合前后悬架,我们得到了双轴汽车在稳态转向时侧倾运动的数学模型.通过组合不同的前后悬架,这个数学模型可以反映各种悬架配置的双轴汽车.它主要是针对汽车进行稳态转向时的侧倾情况,考虑了汽车的结构参数、惯性参数以及悬架、轮胎的柔性形变对汽车侧倾运动特性和抗侧翻能力的影响.它可以用来计算一定横向加速度下汽车的侧倾反应和轮胎的载荷变化,也可以用来计算一辆确定的汽车在保持侧倾稳定性的前提下所能达到的最大横向加速度,还可以用来分析各项参数对汽车侧倾稳定性的影响.【总页数】10页(P25-34)
【作者】刘合法;花家寿
【作者单位】上海交通大学汽车工程研究所;上海交通大学汽车工程研究所
【正文语种】中文
【中图分类】U467.5+21
【相关文献】
1.重油加氢反应系统动态仿真数学模型的建立 [J], 李镭;沈静珠
2.插装阀数学模型的建立及其动态仿真研究 [J], 庞积伟
3.汽车侧倾稳定性动态仿真(二)--试验校验和模型分析及应用 [J], 刘合法;花家寿
4.汽车传动系扭振数学模型的建立及验证 [J], 黄丰云; 宋鹏程
5.管网系统动态仿真数学模型的建立及求解 [J], 姜瑛
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汽车侧倾稳定性动态仿真_二_试验校验和模型分析及应用

汽车侧倾稳定性动态仿真_二_试验校验和模型分析及应用
刘合法 花家寿 上海交通大学汽车工程研究所
Liu He Fa Hua J ia Shou SJ TU Automobile Engineering Institute
[摘要 ]上文详细讨论了通过对独立悬架和非独立悬架侧倾运动特性的分析并结合采用已有的轮胎力学模 型 ,建立反映独立悬架和非独立悬架侧倾运动特性的数学模型的方法。
目前欧洲共同体国家已经把侧倾试验台确定为评估汽车侧倾稳定性和制订相关法规的标准实验设备美国汽车工程师协会sae也准备起草一个标准的汽车侧倾试验台实验程序以用来评估和比较各种商用汽车的抗侧翻能力上海交通大学机械及动力工程学院汽车工程研究所与公安部消防科学研究所联合研制了一座汽车侧倾试验台并已通过了鉴定
车侧倾稳定性的影响 ,较之静态稳定因子在刚性车 体假设基础上预测汽车的侧倾极限 ,要准确 ,合理。 当然 ,侧倾试验台实验也并没有完全真实地模拟汽 车转向时的受力情况。 当汽车在水平路面上进行稳 态转向时 ,它在垂直路面方向的受力是重力 ,侧向离 心力是整个汽车的质量与横向加速度的乘积。 而在 实验中 ,这两个力分别被代之以汽车重力在垂直和 平行试验台台面方向上的两个分量 , 显然要小些。 这对侧倾试验台的实验结果产生两种截然不同的影 响。 一方面 ,汽车垂直方向的受力变小 ,悬架和轮胎 垂直方向的变形也减小 ,悬挂质量的重心上升 ,汽车 侧倾稳定性下降 ,临界侧倾角减小 ,得到的侧倾试验 台比例系数偏小。 另一方面 ,汽车侧向受力变小 ,悬 架和轮胎的侧向变形和位移减小 ,侧倾力矩减小 ,有 效半轮距 (汽车重心到外侧轮胎触地点的侧向距离 ) 的减小幅度低于实际情况 ,导致临界侧倾角增大 ,得 到的侧倾试验台比例系数偏大。 这两种影响究竟各 自有多大 ,取决于悬架和轮胎的特性 ,难以作出定量 的描述。 它们的综合作用 ,即实验结果偏离真实值 的方向、大小也都难以具体确定。 但毫无疑问的是 , 它们影响了侧倾试验台比例系数评估汽车侧倾稳定 性的能力。 在较大的侧倾角度下 ,重力和离心力的 减小量也较大 ,实验条件偏离真实情况较多。 因此 , 相对来说 ,对于得到的较大的汽车侧倾极限的使用 要更加慎重些。 这是运用汽车侧倾试验台比例系数 评估和预测汽车侧倾稳定性时所必须注意的。

车辆侧倾因素及其对整车性能的影响

车辆侧倾因素及其对整车性能的影响

车辆侧倾因素及其对整车性能的影响2010年07月21日e-works1 导言车辆的侧倾运动性能是车辆性能的一个重要部分,关系到操纵稳定性、乘坐舒适性和安全性.车辆侧倾性能因素主要包括侧倾中心高度、侧倾角刚度、侧倾阻尼等。

侧倾中心高度在车辆转向时对轮胎抓地能力、左右轮载荷转移、转向性能等很多车辆性能均有重要的影响。

由于侧倾中心高度由悬架的几何机构决定,在设计初期确定之后,后起很难更改。

所以对它的理论分析和优化就显得尤为重要.国内外很多汽车企业的工程师们都对侧倾中心高度进行过深入的研究。

侧倾刚度和侧倾阻尼的作用比较明朗,由于侧倾角和侧倾角速度是重要的车辆操控稳定性和平顺性的评价指标,并且对其它指标如横摆角速度、侧向加速度也有影响,因此,侧倾刚度和侧倾阻尼的研究也不容忽视.下面利用多体动力学软件MSC ADAMS 对这些参数及其对车辆性能的影响进行详细的计算和分析.2 仿真模型算例为一款前后均配置独立悬架的中高级轿车.前悬架为双叉臂式,后悬架为多连杆式。

图1 前后悬架及整车仿真模型3 侧倾中心在前后轴轮心的横向垂直平面内,车辆在横向力作用下车身侧倾的瞬时回转中心称为侧倾中心。

前后侧倾中心的连线称为侧倾轴线,是车身相对于地面转动的瞬时轴线.侧倾中心距地面的高度称为侧倾中心高度。

车辆转向时,车身绕侧倾轴线进行回转。

严格说来侧倾中心的概念只在侧倾起始状态有意义。

侧倾中心高度对前后轴侧偏角、外倾角都有影响,进而影响车辆的转向性能和轮胎抓地能力。

侧倾中心的位置由悬架的导向机构决定,可以通过几何图解法得到.以算例中的前悬架——双叉臂独立悬架为例。

上控制臂和下控制臂两个平面的交线形成一条瞬时旋转轴线,该轴线与轮胎接地点可以形成一个平面。

左右两平面的交线与轮心处横向垂直面的交点就是悬架的几何侧倾中心。

图2 双叉臂悬架瞬时旋转轴线3。

1 侧倾中心高度与外倾补偿在转向运动中,侧倾中心高度(RCH)对轮胎的外倾补偿会产生影响,如图3所示。

车辆侧倾梯度分解

车辆侧倾梯度分解

车辆侧倾梯度分解全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:车辆侧倾梯度分解是一种用于车辆悬挂系统设计和性能分析的重要方法。

它通过将车辆侧倾运动分解为车体垂直运动和横向运动,从而能够更准确地评估车辆的侧倾稳定性和驾驶性能。

本文将介绍车辆侧倾梯度分解的基本原理、应用范围以及实际意义。

一、基本原理车辆侧倾梯度分解的基本原理是将车辆侧倾运动分解为两个独立的部分:车体的横向移动和车体的垂直移动。

通过这种分解,可以分别计算车辆在横向移动和垂直移动过程中的侧倾角度,从而得到车辆整体的侧倾角度。

还可以计算出车辆侧倾过程中的动力学参数,如悬挂系统的响应特性和车辆的侧倾刚度等。

二、应用范围车辆侧倾梯度分解在车辆悬挂系统设计和性能分析中有着广泛的应用。

通过对车辆侧倾角度的准确计算,可以评估车辆在高速行驶、紧急转弯或不平路面上的侧倾稳定性,从而指导悬挂系统的优化设计。

还可以分析车辆在侧倾过程中的动态响应,预测车辆的操控性能和舒适性表现。

三、实际意义车辆侧倾梯度分解有着重要的实际意义。

它可以为车辆悬挂系统的设计和调校提供科学依据,帮助车辆制造商和设计师优化车辆的侧倾稳定性和驾驶性能。

通过对车辆侧倾过程的深入分析,可以及时发现悬挂系统的问题,提高车辆的安全性和稳定性。

车辆侧倾梯度分解还可以为驾驶员提供更好的驾驶体验,提高驾驶乐趣和舒适性。

第二篇示例:车辆侧倾在日常驾驶中是一个很常见的现象,尤其是在通过急转弯或是通过陡坡时,车辆可能会出现侧倾。

而车辆的侧倾梯度分解就是一种解决车辆侧倾问题的方法。

在这篇文章中,我们将详细介绍车辆侧倾梯度分解的原理、作用以及在日常驾驶中的应用。

一、车辆侧倾梯度分解的原理在车辆行驶过程中,由于弯道或者坡度等因素的影响,会导致车辆侧倾。

而车辆侧倾梯度分解是一种利用悬挂系统和减震器来降低车辆侧倾角度的方法。

通过悬挂系统和减震器的调整,可以使车辆在行驶过程中更加稳定,减少侧倾的发生。

车辆侧倾梯度分解在车辆行驶中起着非常重要的作用。

汽车侧倾过程的计算机模拟分析

汽车侧倾过程的计算机模拟分析

汽车侧倾过程的计算机模拟分析何 锋 廖昌明 杨 宁(贵州工业大学机械系 贵阳 550003)摘 要 本文根据美国密执安大学运输研究院开发的汽车静态侧模型(SRM ),用计算机模拟了汽车侧倾过程,并对影响汽车侧倾的敏感参数作了进一步的分析,为汽车操纵稳定性的研究提供了参考。

关键词 汽车,侧倾,计算机摸拟,参数,分析分类号 U461 6, U 462 30 引言汽车的侧倾过程可按静态或动态两种方式来分析。

静态分析可使用特制的汽车侧倾试验台,通过测试侧倾试验台的侧倾角度等参数来分析汽车的侧倾过程,常用这种方法来估计汽车的侧翻门槛值。

美国密执安大学运输研究院(UMTRI)和加拿大国家研究院汽车动力学实验室的汽车侧倾试验台(Tilt Table)所得出的许多测试结果均较满意。

动态分析则要求在汽车以不同的车速作稳态圆周运动或变道行驶过程中进行,且有较大的危险性。

可见无论静态或动态汽车侧倾过程分析均需要造价昂贵且复杂的专用测试设备。

汽车的侧倾是一个工况复杂的多种因素综合作用的过程。

从理论上分析,通常要忽略很多因素,很难定量、真实地反映出汽车的侧倾过程。

计算机仿真技术为汽车侧倾过程的研究提供了极其有效的方法和手段[1]。

通过对汽车侧倾的多工况仿真,可实现对汽车结构、运动参数及环境因素对汽车侧倾过程影响的研究,从而优化汽车结构,提高汽车抗侧翻极限性能。

汽车侧倾的研究对重型载货汽车尤其重要,自70年代以来,各国学者在此领域进行了大量的研究,得出了许多模拟汽车侧倾的数学模型。

这些模型主要分2大类,一为具有精确结果的复杂数学模型,如 汽车横摆 侧倾模型 ;另一类为精度略差但较为简便的数学模型,如 静态侧倾模型[2]。

由于后者计算简便,且要求输入的参数较少,而得到广泛应用。

本文利用U MTRI 开发的静态侧倾模型(SRM )对汽车侧倾过程进行计算机模拟分析,着重分析了影响汽车侧倾的敏感参数。

1 SRM 介绍SRM 是80年代由U MTRI 开发用于模拟汽车稳态转向时侧倾过程的静态侧倾模型,它可模拟汽车的全部侧倾过程,直至计算出汽车侧翻门槛值,以预测汽车的操纵稳定性。

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Figure 2. Graphic presentation of the roll-equilibrium equation for a rigid vehicle The load transfer reaches oll angle in rigid model. From the graph, we can see the total vehicle reaction in decreasing and find the maximum lateral acceleration.
Figure 5.1. The load-transfer moments of the steer-axle, drive-axle, and trailer suspensions shown separately From the graph, three types of suspension are defined. (1) Suspension whose tires lift off before the peak point of the total moment (SBP). (2) Suspensionwhose tires lift off at the peak point of the total moment (SAP). (3) Suspensionwhose tires remain on the groundwhenthe total momentpeaks (SRP).
The Mechanics of Static Roll Stability
2014.11.18 1. Simplified Roll-Plane Model
Figure 1 presents a simplified model of a heavy vehicle in a steady turn in which the vehicle, its tires, and suspension have been “lumped” into a
Figure 1. A simplified free-body diagram of a heavyvehicle in a steady turn The equilibrium equation for roll moment about a point on the ground at the center of the track is: ������ w ∗ h ∗ ������������ = ������2 − ������1 ∗ − w ∗ g ∗ ∆������ (1) F2 − F1 ∗ is considered as the load transfer moment which is due to both 2 the side-to-side transfer of vertical load on the tire and the internal, compliant responses of the vehicle.The maximum possible value is w ∗ T/2. w ∗ g ∗ ∆������ is considered as the offset moment. Then here is going to discuss about several situations which will influence the static roll stability of heavy vehicle.
To this point, the discussion has assumed that all the tires and suspension of the vehicle may be “lumped” and assumed to operate as a single suspension. Figure 5.1 shows the load transfer moment and three suspensions of a tractor-semitrailer combination individually.
4. The Vehicle With Roll-compliant Suspension
The effect of roll compliance of the suspension is very similar to the effect of tire compliance except that the additional suspension roll motion takes place about a roll center which is typically above the ground. Figure 4.1 presents the suspension and tire roll center
Figure 4.1. Tire and suspension roll motion occur about different centers From figure 4.1, it’s apparent that the height of this suspension roll center has two influences. (1) For a given roll angle condition, the lateral displacement of the cg is less if the suspension roll center is higher. (2) For a given cg height, roll moment acting on the suspension due to the D’Alambert force is less if the suspension roll center is higher. Due to the two influences above, figure 4.2 shows the influence of stiffness of suspension and the height of suspension roll center on the roll stability.
Figure 3. Improving roll stability with a lower cg and a wide track
Lowering the cg height willdecrease the offset moment and widening the track will increase the load transfer moment. Both increase the total vehicle reaction and the roll stability.
T 2
2. Roller of The Rigid Vehicle
Begin by considering a completely rigid vehicle. Figure 2 is a graphic representation of equation (1) for such a vehicle.
Then, figure 5.2 illustrates the effect of stiffness of the three types of suspensions on the total moment and the vehicle stability.
Figure 5.2. Increasing the roll stiffness of different suspensions has different influences on roll stability. So, conclusions are drawn. (1) Increasing the stiffness of SBP doesn’t change the peak point of the total moment as well as the roll stability. (2) Increasing the stiffness of SAP can raise the peak point while it lowers the rollover angle ∅2 . (3) Increasing the stiffness of SRP can raise the peak point. If the stiffness ranges properly, ∅2 doesn’t decline which is desired for roll stability. Reference C. Winkle, Rollover of Heavy Commercial Vehicles, UMTRI Res. Rev 31(4) (2000), pp 1-13.
Figure 4.2. Improving roll stability with stiffer tires or suspension and by raising roll center of suspension
5. The Influence of Multiple Suspension
3. The Vehicle With Compliant Tires
Now consider a vehicle with compliant tires represented by linear vertical springs. Figure 3 illustrate how the rollover threshold is influenced by both cg height and track width.
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