某微型电动汽车转弯特性虚拟试验仿真分析
基于ADAMS的电动汽车操纵稳定性分析
0引言汽车操纵稳定性是指在驾驶者不感到过分紧张、疲劳的条件下，汽车能遵循驾驶者的意志通过汽车转向系及转向车轮按给定的方向行驶，且当遭遇外界干扰时，汽车能抵抗干扰而保持稳定行驶的能力[1]。
本文利用虚拟样机软件Adams/car 对某国产电动车建立整车模型，在此模型基础上按照汽车行业标准《汽车操纵稳定性试验方法》[2]进行稳态回转和转向角阶跃仿真试验，并根据《汽车操纵稳定性指标限值与评价方法》[3]对所得结果数据进行评价分析。
1整车动力学模型建立Adams/car 中建立模型的流程为：模板———子系统———装配体[4]。
本文的建模步骤如下：①该电动车选用的前悬架是麦弗逊式悬架，本文仅对弹性元件柔性体建模，其余部件视作刚体模型。
②后悬架采用扭力梁式悬架，采用Adams/car 中自带的扭力梁式悬架模板。
③车身建模时忽略车身的外观，简化成为一个质量点，使用Adams/Car 固有的车身模。
④轮胎系统所受到的路面作用力和力矩都影响着汽车的行驶性能。
本文采用的轮胎模型为Pacejka89轮胎模型，适用于接下来操纵稳定性的分析。
⑤将子系统与整车测试台装配后得到整车刚柔耦合模型，如图1。
2汽车操纵稳定性仿真分析2.1稳态回转2.1.1试验过程依据国标（GB/T 6323.6-2014）对汽车进行定转弯半径仿真试验。
设定汽车以最低稳定车速沿半径为20m 的圆周行驶，在保持行驶稳定后将方向盘角度固定，缓慢连续均匀地加速（纵向加速度不超过0.25m/s 2），标准规定加速至侧向加速度为6m/s 2。
2.1.2数据处理在Adams 后处理模块选取需要的测量曲线，并进行数据处理如下：①转弯半径比R i /R 0与侧向加速度a n 曲线图。
生成横坐标为侧向加速度和纵坐标为横摆角速度的关系图（见图2），利用公式（1）可以计算求得试验过程中的各点转弯半径（1）②前后轴侧偏角差值（δ1-δ2）与侧向加速度a n 关系曲线。
由公式（2）可函数编辑求得（δ1-δ2）（2）式中：δ1、δ2分别为前后轴侧偏角值；L 为轴距。
基于虚拟样机的轮胎侧偏特性分析
基于虚拟样机的轮胎侧偏特性分析随着汽车行业的快速发展，轮胎作为整车的重要组成部分，在车辆性能方面发挥着举足轻重的作用。
轮胎性能的影响因素众多，其中侧偏特性是轮胎性能中一个非常重要的方面。
虚拟样机技术提供了一种高效、经济的测试方法，可以对轮胎侧偏特性进行深入分析。
虚拟样机技术利用车辆运动学原理，将汽车运动建模，并对各种测试情况进行模拟。
通过在虚拟样机中对轮胎进行测试，可以大大降低测试成本和时间，并且可以模拟各种测试情况和干扰情况。
轮胎侧偏是指车辆在行驶过程中，轮胎沿弯道中心线的侧向移动，其大小取决于车辆速度、路面摩擦系数、转向角度等因素。
轮胎的侧偏特性可以描述为侧向滑移角随侧向扭矩的变化曲线。
侧向滑移角可以通过虚拟样机中的侧滑角测量，侧向扭矩可以通过测量轮胎接地面反作用力与侧向力的差值获得。
在虚拟样机中进行轮胎侧偏特性测试时，需要对测试情况进行模拟，包括路面情况、车速、弯道半径和转向角等。
通过模拟测试，可以得到侧向滑移角和侧向扭矩的关系曲线，从而进一步分析轮胎的侧偏特性。
在测试过程中，可以通过改变驾驶员的转向角度、车速和路面情况等参数，研究轮胎侧偏特性的变化规律。
例如，当车速提高时，轮胎负载增加，轮胎侧偏角会随之减小；而在路面情况不断变化的情况下，轮胎的侧偏特性也会发生变化，通过虚拟样机测试可以及时发现并分析这些变化。
虚拟样机在轮胎侧偏特性的分析中具有很多优势。
首先，虚拟样机测试可以随时对测试情况进行修改和调整，可以快速地进行多种测试和对比，得到更为准确的结果。
其次，虚拟样机测试可以在安全和经济的情况下进行，不需要进行现场测试，既方便又省时省力。
此外，虚拟样机还可以测试多种因素的影响，比如路面反应等，从而得出更为精确的测试结果。
综上所述，利用虚拟样机可以对轮胎侧偏特性进行详细分析，可以获得该性能特性的更为准确的测试结果，同时还可以减少测试成本、提高测试效率。
随着汽车制造业的不断发展，虚拟样机技术将会在该领域发挥更加重要的作用。
基于整车多体模型的电动助力转向虚拟试验
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!电动助力转向系统(Electronic Power Steering Sy stem ,EPS )是汽车电子化发展的成果之一,在各国汽车制造业中得到了普遍重视。
EPS 属于一种动力转向系统,比传统动力转向系统具有更高的可控性,能较好地解决汽车转向“轻”和“灵”的矛盾,因此有广泛的应用前景[1]。
对其进行性能仿真研究、建模及施加控制是两大关键问题[2]。
基于A DAMS 软件的虚拟样机技术,可把汽车视为一个由多个相互连接的、彼此能够相对运动的多体系统,其运动学及动力学仿真与以往通常用几个自由度的质量—阻尼刚体(振动)数学模型相比,计算描述能够更加真实地反映整车结构和整车性能,也比其他方法更为直接方便[3]。
由于EPS 控制运算法则的复杂性和整车模型的自由度过多这两个原因,造成仅仅使用一种软件进行基于整车的EPS 系统性能分析是比较困难的。
本文以某多功能商务车为对象,采用ADAM S/Car 建立整车系统多体动力学模型,在M atlab 中建立EPS 控制系统,应用M ATLAB 与ADAM S 软件相联合,将电动助力转向控制系统与整车模型相结合,采用时培成1,姜武华2(1.安徽工程科技学院机械系,芜湖241000;2.合肥工业大学机械与汽车学院,合肥230009)摘要:首先利用机械动力学仿真分析软件ADAMS 建立某多功能商务车整车多体动力学模型;其次在Matlab/S imulink 中设计了PID 控制的电动助力转向控制器,并定义了与ADAMS/Car 环境下车辆模型的数据交换接口;最后将设计的控制器在ADAMS /Car 和Matlab/Simulink 环境下通过输入输出接口实现联合迭代仿真,不断修正控制参数直到得到满意的控制效果。
仿真结果表明,所建立的模型和联合仿真的分析方法是正确的、有效的,为加快开发汽车EPS 系统的控制逻辑提供了理论参考。
微型纯电动汽车动力系统设计与性能仿真
微型纯电动汽车动力系统设计与性能仿真摘要:针对电动汽车及其动力系统的特殊要求，同时考虑了生产成本以及现有技术水平，设计出了一种理论上可行的纯电动汽车动力系统的方案，对其动力系统各部件进行合理地选型并对它们之间的参数相互匹配。
其次，利用Advisor为仿真平台，通过结合驱动电机、动力电池等部件的数学模型，建立了纯电动汽车动力系统Advisor模型以及整车动力学仿真模型。
利用建好的模型，通过定义车辆的仿真参数，选择适当的工况，得到仿真结果。
最后验证纯电动汽车动力系统各部件参数间的匹配是否合理，最终满足整车能性要求。
关键词:纯电动汽车；动力系统；设计；AdvisorDesign and Performance Simulation of Micro-electricVehicle Power SystemStudent: Shi Tiantian(Faculty Adviser: Xuan Liang)(College of Mechanical and Electronic Engineering, West Anhui University) Abstract:According to the special requirement of the power system of electric vehicle, taking into account the cost of production and the current level technology, scheme out a theoretically possible blue print of electric vehicle power system. We choose its power system components reasonably and make sure it matching well between the parameters. Secondly, we utilize Advisor as the simulation platform, through according to the mathematical of driving motor and power battery, we construct vehicle dynamics simulation model of the pure electric vehicle power system. Finally, using the built models, by defining the vehicle simulation parameters, select the appropriate conditions, get the simulation results. It verifying that the pure electric vehicle power system parameters of the components match is reasonable or not, finally meeting the vehicle performance requirements.Keywords: pure electric vehicle; power system; design; Advisor1 绪论1.1 引言自1886年卡尔·本茨发明了汽车。
基于某款纯电动汽车动力系统计算与仿真分析
基于某款纯电动汽车动力系统计算与仿真分析摘要动力系统参数的选择与匹配对电动汽车的动力性和经济性会产生很大的影响。
文章在理论计算和系统分析的基础上，对电机、电池以及传动系传动比进行了参数匹配，分析了纯电动汽车动力系统参数的选择对电动汽车性能的影响。
GT-suite 仿真结果表明，所选动力总成部件与整车匹配后能够满足纯电动轿车动力性的要求。
为纯电动汽车动力系统参数选择与匹配提供了参考。
关键词电动汽车动力系统参数匹配动力性仿真中图分类号：U463. 23 文献标识码：A电动汽车是解决当前能源短缺和环境污染问题可行的技术之一。
电动汽车是由车载动力电池作为能量源的零排放汽车。
近些年来，电动汽车的研制热潮在全世界范围内兴起，尤其是在我国，逐步向小批量商业化生产的方向发展。
电动汽车技术的发展依赖于多学科技术的进步，尤其需要解决的问题是进一步提高动力性能，增加续驶里程，降低成本。
考虑开发经费和开发周期，建立计算机仿真模型对电动汽车的性能进行仿真分析是很有意义的。
1电动汽车动力系统参数要求电动汽车的动力性主要取决于动力及传动系统参数匹配，包括动力电池、驱动电机及传动系统控制器等部件。
根据设计要求，本电动汽车设计参数为：最高车速150km/h，最大爬坡度》30%，续驶里程》180km。
0100km/h的时间为： < 15s。
相关的车辆参数为：汽车整备质量: 1600kg ;迎风面积：2.19m2;长？卓？赘呤滴？631?? 790??470 m m ；轴距为：2650；滚动阻力为：0.0015；风阻系数：0.296 。
2电机参数匹配电机作为电动汽车主要动力源，电机的匹配对电动汽车性能起着关键作用。
电机匹配主要考虑参数为电机的额定功率、峰值功率，电机的最高转速、额定转速。
2.1电机额定功率、峰值功率的选择电机功率的高低直接决定了汽车动力性的好与坏。
电机额定功率越大，电动汽车的加速性能和最大爬坡度就越好，但是带来的是电机体积与质量的增加，而且此时电机不能保持在较高效率下工作，降低车辆的能量利用效率，缩短了汽车的续驶里程。
纯电动汽车侧面碰撞试验及仿真分析
机械设计与制造
圆园19 年 7 月
பைடு நூலகம்
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纯电动汽车侧面碰撞试验及仿真分析
郝 琪，潘文杰，肖 琪，刘卫斌
（湖北汽车工业学院汽车工程学院，湖北 十堰 442002）
摘 要：根据 GB 20071-2006 法规要求，建立了某小型纯电动汽车和 MDB 的有限元模型，利用 LS-DYNA 进行车辆侧碰 仿真分析，与该车侧碰的试验数据进行对比分析，验证了模型的有效性。分析 B 柱对应头部、胸部、腹部和盆骨的侵入量 和侵入速度以及电池箱和变速器支架的应力云图，提出以高压线路的距离变化判断高压电路的安全性。结果表明，对应 头部的过大侵入速度峰值会造成乘员头部损伤，电池箱不会损坏，变速器支架连接处可能发生断裂，高压电路不会产生 断裂和短路。 关键词：纯电动汽车；MDB；侧碰；仿真；分析 中图分类号：TH16；U463.82 文献标识码：A 文章编号：员园园员-3997（圆园19）07-0119-04
车的侧碰耐撞性。文献[6]通过对某电动车侧碰仿真研究了侧碰过 程中的传力路径和变形模式，提出了轻量化的方案。
基于 HyperWorks 对某小型纯电动汽车和可移动变形壁障 （MDB）进行整车建模；根据国标 GB 20071-2006 要求[7]，基于 LSDYNA 进行侧面碰撞仿真，并与该车侧面碰撞试验进行对标，验 证该模型侧面碰撞的正确性，探讨质量分布不同于传统车同时要 兼顾电池安全的某微小型纯电动汽车的侧碰安全性。
1 引言
近年来，新能源汽车成为汽车领域发展的趋势，其中微小型 纯电动汽车的发展力度最大。由于小型纯电动汽车的侧围空间较 小、吸能部件较少和动力电池组多布置在底盘下方，当汽车发生 侧面碰撞时可能产生过大的加速度和侵入量会造成对乘员的伤 害，过大的碰撞力传递到动力电池组可能会存在电解液泄露、充 电储能系统（REESS）的移动甚至起火等危险现象[1]。因此对于微 小型纯电动汽车侧面碰撞安全性的研究具有重要的意义。
柔性底盘偏置电动轮转向动力学分析与特性验证
柔性底盘偏置电动轮转向动力学分析与特性验证柔性底盘偏置电动轮转向是一种新型的汽车转向技术，它通过调节车辆的电动轮的转向角度和转速来实现转向。
在柔性底盘偏置电动轮转向系统中，车辆的转向力矩由电动轮提供，而传统的转向系统中则是由传动轴和转向器提供。
因此，柔性底盘偏置电动轮转向系统相比传统转向系统具有更佳的动力学特性和性能。
柔性底盘偏置电动轮转向系统的动力学特性分析是验证该系统设计和性能有效性的重要手段。
首先，需要对柔性底盘偏置电动轮转向系统的工作原理和动力学模型进行建模。
然后，根据建立的模型，可以进行系统的动力学性能分析，包括转向系统的响应时间、稳定性和路感。
最后，通过实际测试和验证来验证模型的准确性和系统的性能。
在柔性底盘偏置电动轮转向系统的动力学特性分析中，需要考虑以下几个方面：1.转向系统的响应时间：转向系统的响应时间是指车辆从方向盘输入转向指令到实际转向效果显现出来的时间。
在柔性底盘偏置电动轮转向系统中，由于电动轮提供转向力矩的能力更强，因此可以显著提高转向系统的响应速度。
2.转向系统的稳定性：转向系统的稳定性是指在不同工况下转向系统的稳定性能。
在柔性底盘偏置电动轮转向系统中，要考虑转向系统的稳定性对于车辆的行驶稳定性和安全性的影响。
3.转向系统的路感：路感是指驾驶员通过方向盘感受到的路面情况和车辆运动状态的信息。
在柔性底盘偏置电动轮转向系统中，可以通过调节电动轮的转向力矩和转速来实现更好的路感效果。
为了验证柔性底盘偏置电动轮转向系统的动力学特性和性能，可以采用以下方法：1.基于仿真模型的分析：通过建立柔性底盘偏置电动轮转向系统的仿真模型，可以对系统的动力学特性进行分析。
通过在不同工况下输入不同的转向指令，可以得到转向系统的响应时间、稳定性和路感等动力学参数。
2.实际测试验证：通过在实际车辆上进行测试来验证柔性底盘偏置电动轮转向系统的性能。
可以通过在不同路况和工况下进行转向测试，来评估转向系统的动力学特性和性能。
电动汽车虚拟测试技术
虚拟现实技术是基 于人工创建和体验虚拟世界 的计算机系统。 虚 拟现实将真实感 的传达和交互综合 了起来。二十世纪八十年代 ． 美国 Ｖ Ｐ Ｌ 公司的创始人拉尼尔首次提出“ 虚拟现实（ ｖ Ｒ ） ” 。近年来 ， 虚拟现 益重视 ．并且 已经在航空航天 、科研 、 军 专注混合动力汽 车的发展 ， 而美 国的福特 、 通用汽车则偏 向于燃料电 实技术受到国内外学者 的 日 动汽车。 事、 娱乐等各个领域得到 了广泛应用 电动汽车是 以电动机 、 控制器与电源组成的以电驱动系统为基础 利用虚拟现实技术 ． 可 以很方便的在计算机上产生虚拟的测试环 的新能源车辆 ． 是一个与现代交通 网络便于结合 的智能 系统 。 更是实 境 ， 对被测产品进行各种 性能测试与检验 ； 并且 ， 可 以通过视觉 、 听觉 、 现清洁 、 智能 、 高效的道路运输 的一个全新系统 。从环保 、 能源角度来 触觉 作用 与人 ． 使测试者产生 身ｆ 临其境的感觉 ． 可 以像在真实环境 中 看． 电动汽车的未来都会有一个广阔 的发展市场 完成各种预定的测试项 目 在机械工程领域中 ，虚拟现实技术 的研究主要集 中在虚拟设计 、 ２ ． 电动 汽 车 虚 拟 测 试 技 术概 述 虚拟装配方面。 在产品的外形设计 、 装配仿真 、 虚拟样 机、 机 虚拟测试技术主要借 助于电子计算机的发展 ． 将反映测试系统与 虚拟制造 、 产品工作性能测试 、 产品生产过程仿真 与优 化配置等各 过程 特征的各种测试信 息应 用虚拟现实ｆ ｖ Ｒ ） 技术 加 以主动式 的表达 器人遥操作 、 和处理 ． 并 由相应的硬件和软件所构成的虚拟测试系统 电子虚拟技 个方 面得到广泛应用 虽然我 国的虚拟现实技术 的研究起步较晚 ． 但是 已经引起 了业界 术在性能预测 、 强度计算上提供 了准确 、 快速的计算工具 。 利用 电子计 国家 自然科学基金与 ８ ６ ３计划 中已经将虚拟现实 算机技术 ． 在虚拟测试技术中进行数 据采集处理 ． 对测试过程进行正 、 及政府的高度重视 。 逆交互作用式规划 、 优化与仿 真分析 。虚拟测试技术是多种技术 的综 技术 的研究列入 了研究项 目中。 目 前． 国内在 虚拟样机方 面的研究 工 合， 其关键技术包括虚拟环境 生成技术 、 测试信息建模技术 、 三维人机 作 主要集 中在各大高校 北航是最早进行虚拟现实技术研究的单位之 侧 重于航空仿真 与基础性 研究 ． 已经开发 出了适合飞行员训 练的 交互 技术 、 信息融合与决策 分析技术 、 虚拟测试性 能评价技术等 已经 吉林大学的汽车动 态模拟 国家重点实验室针对汽车汽 取得 了显著 的发展 近年来 ． 国内外 已有很多关于虚拟测试技术 的研 虚拟现实 系统 究。 车防爆制动 系统混合仿真试验台进行 了分析与研究 ． 建立 了硬件 在环 将虚拟测试技术引入到电动汽车 的硬件在环评估上 ． 是 电动汽 车 仿 真的车辆模型 、 轮胎模型 、 路面模型及 Ａ Ｂ Ｓ 液压系统模型 ． 同时， 对 测 试技术 的＿项重大开端 电动汽车虚拟测试技术可 以方便的测试出 建立的 模型 进行了 硬件在环仿真实验。 ● 汽车结构如何影响汽车性能 ． 特别是 当汽车参数 变化时 ． 实际车辆 的 实验测试 不出其影响 ． 而利 用虚拟测试法 ． 则 可以利用一些高性 能的 【 参 考文献 】 软硬件分析这种参数 的微小变化对车辆性能 的影响 电动汽车的虚拟 ［ １ ］ 曹秉刚 ． 中国 电动汽车 技术新 进展 ． 西安交 通大 学学报 ， ２ ０ ０ ７ ， ４ １ ， （ １ ） ： ｌ １ ４ — 测试技术也可 以对汽车的各种运动工况进行模拟仿真 现实中一些无 １１ ７ ． 法通过试验考查 的、 或者 由于工况 的原因而不易通 过实 车试验考查 的 ［ ２ ］ 范玉宏 ， 张维 ， 陈洋 ． 国外 电动 汽车 发展 分析及 对我 国 的启示 【 Ｊ Ｊ ｌ 华 中 电力 情况． 但是这些工况对整 车性能影响却较 大 ． 这类工况 的的检验 又显 ２ ０ １ ０ ． ６ ， （ ２ ３ ） ： ８ － １ ２ ． 得非 常重要 ． 此时 ， 我们可以利用计算机仿真虚拟测试方法加以实现 。 ｆ ３ ］ 李佩珩， 易翔翔， 侯福深． 国外 电动汽车发展现状及对我 国电动汽 车发展的启 Ｊ １ ． 北京工业大学学报， ２ ０ ０ ４ ． ３ ， ３ ０ ， （ １ ） ： ４ ９ — ５ ３ ． 利用计算机仿真进 行的虚拟测试 ． 实 现的成本较低 ． 在产 品开发 示［
电动汽车部件选型分析及仿真验证
微信号 auto1950 / 2021年 第 10 期25Special Plan |
特别策划
电动汽车部件选型分析及仿真验证张健，李波西安双特智能传动有限公司 陕西西安 710119
摘要：根据整车性能指标进行理论计算对电动汽车的动力系统部件进行分析选型，借助Simulink/Stateflow软件
开发纯电动车的仿真模型，通过模型验证整车的动力性、经济性指标并对部件选型进行优化。通过此方法可以在车辆开发初期通过仿真对选型结果进行匹配分析和优化，缩短开发周期，有效节约开发成本。关键词：电动汽车；部件选型；Simulink/Stateflow；仿真分析
近年来汽车保有量逐年增加，汽车尾气排放及对石油的过度消耗所引发的环境、能源问题日益严重，如何有效地控制汽车尾气排放，寻找有效的石油替代
能源越发重要。电动汽车依靠电动机与电池组进行驱动，行驶过程中不会排放尾气，因此电动汽车具有结构简单、清洁环保等优势。但电动汽车续驶里程短、充电时间长、成本高等问题又制约着电动汽车的进一步普及。如何优化电动汽车核心部件的选型和匹配、确保在各种运行工况下，车辆都能工作在高效区域，提高传动系统工作效率，延长续驶里程显得尤为重要。本文以理论计算、模型仿真相结合的方法，阐述如何根据整车性能指标来进行动力部件的选型，
同时搭建
车辆系统模型进行性能仿真验证，优化选型结果。
整车性能指标以一款A00级别的车为例，根据对目标市场、法规及竞品的分析设定了性能目标（见表1）。
表1 某款A00级乘用车性能指标参数类型目标整备质量/kg≤995最高车速/（km/h）100满载最大爬坡度20%@15km/h0～50km加速时间/s≤7.5
0～100加速时间/s≤20NEDC工况续驶里程/km≥200
制动能量回收利用率/%＞15（基于NEDC工况）
零部件选型依据整车的动力性、经济性指标， 同时基于成本合理性的综合考虑来确定车辆的动力系统参数。
1.驱动电动机选型原则驱动电动机作为电动汽车的驱动部件应具有良好的转矩－转速特性，满足车辆起步、加速、减速及爬坡等状态所需的功率和转矩需求。根据整车的行驶工况，驱动电动机可以在恒转矩区和恒功率区运转；应2021年 第 10 期 / 微信号 auto1950
某微型纯电动汽车的动力参数匹配及仿真
某微型纯电动汽车的动力参数匹配及仿真
曾庆玺;陈靖芯
【期刊名称】《机械设计与制造工程》
【年(卷),期】2016(045)010
【摘要】根据某微型纯电动汽车的整车基本参数与性能要求，对其动力系统参数
进行了计算、匹配，确定了电机、电池的关键参数，通过计算确定了电动汽车的传动速比。
利用ADVISOR软件对整车性能进行了仿真分析，仿真结果证明了匹配结果的合理性。
【总页数】4页(P37-40)
【作者】曾庆玺;陈靖芯
【作者单位】扬州大学机械工程学院，江苏扬州225127;扬州大学机械工程学院，江苏扬州 225127
【正文语种】中文
【中图分类】U469.72
【相关文献】
1.某型纯电动汽车动力参数匹配研究与仿真分析 [J], 刘恒硕;李军
2.微型纯电动汽车的动力参数匹配与仿真研究 [J], 曹振新;虞海波;马成伟
3.基于CRUISE的纯电动汽车动力参数匹配设计及仿真 [J], 李胜琴;于博
4.纯电动汽车动力参数匹配及仿真研究 [J], Jiang Liangchao;Yin
Fanqing;Cheng Jipeng
5.基于Advisor的纯电动汽车动力参数匹配与仿真分析 [J], 刘吉仁
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某微型电动汽车转弯特性虚拟试验仿真分析
汪振兴;李万祥;何剑峰
【摘要】利用ADAMS建立了整车模型,进行了两种工况下的转弯虚拟试验仿真分析.结果表明:该电动汽车在稳态回转试验中,具有不足转向特性；在转弯回正试验中,回正稳定时间稍微偏长,且回正残留横摆角速度偏大.仿真分析结论为后期优化设计提供了依据.
【期刊名称】《车辆与动力技术》
【年(卷),期】2011(000)004
【总页数】4页(P55-58)
【关键词】转弯;操纵稳定性;虚拟试验;ADAMS
【作者】汪振兴;李万祥;何剑峰
【作者单位】兰州交通大学机电工程学院,兰州730070;兰州交通大学机电工程学院,兰州730070;同济大学汽车学院,上海201804
【正文语种】中文
【中图分类】U461.6
传统汽车开发流程需经过多轮样车试制，反复的道路模拟试验和整车性能试验，不仅花费大量的人力、物力，延长设计周期，而且有些试验因其具有危险性而难以进行.利用计算机仿真整车试验来开发新车型，已成为汽车设计不可或缺的技术[1-2]. 通过标杆车试验和设计中的CAD模型提取有效参数，对某设计中的微型电动汽车
建立ADAMS整车模型，并利用理论计算和仿真试验，分别验证了子系统模型的
正确性，以保证模型的可靠性.之后依据国标进行了两项转弯虚拟仿真试验，针对
仿真结果进行了计算评价分析，为后期整车优化设计提供理论参考[3].
1 整车虚拟仿真模型
1.1 动力学分析原理
ADAMS/car动力学分析原理是利用带拉格朗日乘子的第一类拉格朗日方程导出最大数量坐标的微分方程.它选取系统内每个刚体质心在惯性参考系中的3个直角坐
标和确定刚体方位的3个欧拉角作为笛卡尔广义坐标，用带乘子的拉格朗日第一
类方程处理具有多余坐标的完整约束系统或非完整约束系统，导出以笛卡尔广义坐标为变量的动力学方程.
1.2 基本参数的确定
整车多体系统的硬点参数、惯性参数通过三维实体CAD软件CATIA等计算得到.
根据设计好初始三维模型，添加材料特性参数后，计算出整车及零部件质量、质心位置、转动惯量等模型数据.结构和材料复杂的零部件采用试验方法或经验公式获
得其质量和转动惯量.减振器阻尼特性曲线和弹簧的刚度特性曲线由制造商提供图
纸或者通过试验测定.由于处于设计阶段，橡胶衬套参数取相似车型替代;整车参数
如图1.
图1 整车参数树图
1.3 模型创建和验证
在ADAMS/car中使用模板创建整车的子系统:前悬架，后悬架，转向系，制动系，车轮，动力传动系，车身总成，前稳定杆.在ADAMS/car悬架仿真模块中对前悬
架和后悬架进行K＆C仿真分析，校对4轮定位参数、弹簧刚度、缓冲块刚度来保证模型的正确性;然后装配创建整车模型.自由度为94的刚柔混合模型如图2.
图2 ADAMS整车模型
2 仿真试验与分析
2.1 稳态回转工况仿真与分析
汽车横向动力学线性理论指出，稳态转向特性决定了汽车作为一个动力学系统在转向输入下是否稳定的充分条件.试验方法参照GB/T 6323.6－94进行仿真[4]，先
输入一个固定的方向盘转角，通过车速来改变侧向加速度，使侧向加速度达到
6.5m/s2或到电机功率所能达到的最大的侧向加速度，如图3、图4和图5.仿真
试验侧向加速度达到了6.9 m/s2
由转弯半径比Ri/R0与侧向加速度ay关系曲线图6可以看出该车当整车的侧向加速度增大时，瞬时转弯半径和起始转弯半径的比值逐渐增大，说明该车具有一定的不足转向，而且随着侧向加速度的增加到达6.5 m/s2，并没有出现中性转向点an，这是因为轮胎进入了非线性工作区域的缘故[5].通过前后轴侧偏角差值(α1－α2)与侧向加速度ay的关系曲线图7可以得出侧向加速度为2 m/s2时，可计算出不足
转向度U为0.545(°)/m.s－2.一般的前后轴侧偏角差在侧向加速度4 m/s2为2°
最佳，而该车只有0.97°，不利于汽车的操纵稳定性[4].从车身侧倾角与侧向加速
度ay的关系曲线图8可以得出侧向加速度为2 m/s2时的车厢侧倾度KΦ为
1.073(°)/m.s－
2.
试验仿真数据按QC/T 480—1999中给出的评价方法分别计算出评价对象的值，
再根据标准中给出的公式进行评价计分，结果如表1.从数据分析该车的稳态回转
试验结果总评价得分为88.83，符合试验标准.
表1 稳态回转评价对象评价对象仿真计算值评价分值不足转向度U/[(°)·m －1·s2]0.545 96.33车厢侧倾度Kφ /[(°)·m－1·s2] 1.073 70.16中性转向点处侧向加速度值an/(m·s－2) 》9.8 100总评价分值88.83
2.2 低速回正性工况仿真与分析
回正仿真试验是评价汽车由曲线行驶自行恢复到直线行驶的过度过程的性能，试验方法参照GB/T 6323.4－94进行仿真[4]，如图9和图10让汽车直线行使，调整方向盘转角，使汽车沿半径为(15±1)m的圆周行使，调整车速，使侧向加速度达到(4±0.2)m/s2，固定转向盘转角，稳定车速并开始记录，待3s后，突然松开转向盘，至少记录松手后4s的汽车运动过程，记录时间内油门开度保持不变.
由横摆角速度时间历程曲线图11可以得出起始横摆角速度为28.87(°)/s;车身横摆角速度达到新的稳定状态的稳定时间为3.3s;松开方向盘3s时刻的残留横摆角速度值为2.75(°)/s.通过图11分析导出仿真数据，可以计算得出横摆角速度总方差为0.292.
图11 横摆角速度响应
试验仿真数据按QC/T 480—1999中给出的评价方法分别对残留横摆角速度和横摆角速度总方差进行评价计分，如表2，其中对残留横摆角速度评价得分为45，说明残留的横摆角速度偏大，从影响该指标的因素分析，后期应针对悬架系统、转向系统进行优化及对轮胎的合理选择.但是，最后总体评价分值为72.5.
表2 转向回正评价对象评价对象仿真计算值评价分值残留横摆角速度Δr/[(°)·s－1]2.75 45横摆角速度总方差Er/(s) 0.292 100总评价72.5
3 结论
1)从稳态回转虚拟仿真分析该车具有不足转向特性，随着侧向加速度的增加，没有出现中性转向点，且不足转向趋势是发散的.
2)转向回正试验中对低速回正的残留横摆角速度评价得分较低，说明残留横摆角速度偏大，但从总评价指标值来看，是符合国家标准的.
3)结合其他分析和设计标准为后期优化改进高速稳态特性和低速回正提供理论依据. 参考文献:
[1] 任卫群.车-路系统动力学中的虚拟样机:MSC.ADAMS软件应用实践[M].北京:
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[2] 郝云堂，金烨，季辉.虚拟样机技术及其在ADAMS中的实践[J].机械设计与制造，2003(3):16-18.
[3] 陈军.MSC.ADAMS技术与工程分析实例[M].北京:中国水利水电出版社，2008.
[4] GB/T6323-1994汽车操纵稳定性试验方法[S].
[5] 海贵春，谷正气，骆军，等.某SUV车稳态转向特性分析与优化[J].系统仿真学报，2009(7):2068-2071.。