汽车整车操纵稳定性仿真试验研究
ADAMS CAR 车辆操稳性 国标试验 仿真设定参数

转向盘 Road D Driver C
Ramp S End Tim Number Initial V Gear Ramp Start Ti Steering Cruise C
蛇形 Road Data File Driver Control Files
File Driven …/pylon_course.xml
N400 5.2553 3.7996
CN100_coil_gvw 7.1071 6.1973
Entry Distance Settle Time 转向回正性能(高速) Output Step Size Gear Turn Direction Steady-State Prephase Lateral Acceleration Longitudinal Velocity Quasi-Static Skidpad Setup Entry Distance Settle Time 转向轻便性 Road Data File Driver Control Files 稳态回转 Output Step Size Gear Turn Radius Turn Direction Control Duration of maneuver Initial Velocity Final Velocity Shift Gears Quasi-Static Straight-Line Setup 转向盘中间位置操纵稳定性 End Time Number of Steps Initial Velocity Gear Initial Steer Value Maximum Steer Value Maximum Frequency Frequency Rate Start Time Steeing Input Cruise Control Quasi-Static Straight-Line Setup
基于驾驶员-EPS闭环系统汽车操纵稳定性的研究

h dig a d sa ly o e v hce weed s u sd a d te mac eain wi S s se a d h d ig a d sa ii fwhoev — n a ln n tbit t e il r ic se n h th r lto t EP ytm n a ln n tb ly o l e i f h h n t hce frrfrn e me twa et d. il eee c r s stl o i e K e r s: v h ced ie ; ee t c p we te n y tm ; co e —o p s se ; h n l g sa ii y wo d e il rv r lcr o rse r g sse i i ls d lo y tm a di tblt n y
E e t ft e H{ n I tb l y f r t e Ve il u p e 、i 1EP y t m sd OlVe il ie o e - o p f cso 删 i g S a i t o h h ce Eq i p d vt S S se Ba e i h l i l h c Drv r Cls d L o e
Ss m T n h og L Qag C egF n, Y n i n ( hj n n e i fSi c n eho g ,H nzo yt /ag i n , i i , hn eg ag Lk g Z eag U i rt o ce e ad Tcnl y aghu e Zh n a i v sy n o
轮式装甲车辆不同差速器方案操纵稳定性仿真研究_孟红

轮式装甲车辆不同差速器方案操纵稳定性仿真研究孟红1,项昌乐2,孙旭光1,李军1,剧冬梅1(11中国兵器工业系统总体部,北京100089;21北京理工大学机械与车辆工程学院,北京100081) 摘要:以某轮式装甲车辆为研究对象,通过建立虚拟样机,使用动力学仿真分析软件按国军标试验规范模拟了其稳态回转性能等相关科目仿真,对不同差速器方案对该车操纵稳定性的影响进行了分析,综合评价了车辆在不同差速器方案下的操纵稳定性,通过相应试验科目结果对比,证明仿真模型正确,仿真结果可信。
关键词:机械学;轮式装甲车辆;操纵稳定性;性能仿真 中图分类号:U4631218文献标志码:A 文章编号:100021093(2009)0320262206Simulation R esearch on Wheeled Armored V ehicle OperatingStability in Different Differential Mechanism SchemesM EN G Hong 1,XIAN G Chang 2le 2,SUN Xu 2guang 1,L I J un 1,J U Dong 2mei 1(11System Engineering Institute ,China North Industries Group ,Beijing 100089,China ;21School of Mechanical Vehicular Engineering ,Beijing Institute of Technology ,Beijing 100081,China )Abstract :Taking a certain wheeled armored vehicle as research object ,its steady state steering perfor 2mances and corresponding subjects were simulated by the established virtual prototype ,the dynamic analysis software and the test specifications in G JB test standard.The influence of different differential mechanism schemes on operating stability of the vehicle was analyzed in detail.For different schemes ,the operating stability of the vehicle was valued synthetically.The correctness of the simulation model and the credibility of the simulated results were verified by the comparison of the simulated results with the tested ones for corresponding subjects.Key words :mechanics ;wheeled armored vehicle ;operating stability ;performance simulation 收稿日期:2007-08-08基金项目:国防科工委“十一五”型号项目资助(WZ0001)作者简介:孟红(1971—),女,高级工程师。
汽车操纵稳定性

汽车操纵稳定性一、汽车操纵稳定性1.汽车行驶的纵向稳定性汽车在纵向坡道上行驶,例如等速上坡,随着道路坡度增大,前轮的地面法向反作用力不断减小。
当道路坡度大到一定程度时,前轮的地面法向反作用力为零。
在这样的坡度下,汽车将失去操纵性,并可能产生纵向翻倒。
汽车上坡时,坡度阻力随坡度的增大而增加,在坡度大到一定程度时,为克服坡度阻力所需的驱动力超过附着力时,驱动轮将滑转。
这两种情况均使汽车的行驶稳定性遭到破坏。
2.汽车横向稳定性汽车横向稳定性的丧失,表现为汽车的侧翻或横向滑移。
由于侧向力作用而发生的横向稳定性破坏的可能性较多,也较危险。
图5.2所示汽车在横向坡路上作等速弯道行驶时的受力图。
随着行驶车速的提高,在离心力cF作用下,汽车可能以左侧车轮为支点向外侧翻。
当右侧车轮法向反力0zRF时,开始侧翻。
3.轮胎的侧偏特性轮胎的侧偏特性是研究汽车操纵稳定性理论的出发点。
3.1 轮胎的坐标系与术语图5.3示出车轮的坐标系,其中车轮前进方向为x轴的正方向,向下为z轴的正方向,在x轴的正方向的右侧为y轴的正方向。
(1)车轮平面垂直于车轮旋转轴线的轮胎中分平面。
(2)车轮中心车轮旋转轴线与车轮平面的交点。
(3)轮胎接地中心车轮旋转轴线在地平面(xOy平面)上的投影(y轴),与车轮平面的交点,也就是坐标原点。
(4)翻转力矩xT 地面作用于轮胎上的力,绕x轴的力矩。
图示方向为正。
(5)滚动阻力矩yT 地面作用于轮胎上的力,绕y轴的力矩。
图示方向为正。
(6)回正力矩zT 地面作用于轮胎上的力,绕z轴的力矩。
图示方向为正。
(7)侧偏角轮胎接地中心位移方向(车轮行驶方向)与x轴的夹角。
图示方向为正。
(8)外倾角xOz平面与车轮平面的夹角。
图示方向为正。
3.2 轮胎的侧偏现象如果车轮是刚性的,在车轮中心垂直于车轮平面的方向上作用有侧向力yF。
当侧向力yF不超过车轮与地面的附着极限时,车轮与地面没有滑动,车轮仍沿着其本身行驶的方向行驶;当侧向力yF达到车轮与地面间附着极限时,车轮与地面产生横向滑动,若滑动速度为Δu,车轮便沿某一合成速度u′方向行驶,偏离了原行驶方向,如图5.4所示。
商用车操纵稳定性之稳态回转试验的研究与应用

商用车操纵稳定性之稳态回转试验的研究与应用(1.中国农业机械化科学研究院集团有限公司,北京 100083;2.一汽解放青岛汽车有限公司,青岛 266043)崔康1、宋鲁宁2、蔡振华1、郭栋2、孟靓1摘要:本文从测试的角度,对商用车操纵稳定性的稳态回转试验进行了探讨和研究,对试验前找圆的3种方法进行讨论和验证。
研究中通过陀螺仪、GPS 非接触速度计和方向盘测力仪等设备,连续采集在不同悬架条件下,N2类商用车进行稳态回转试验时的车辆车身侧倾角、横摆角速度、侧向加速度和侧偏角等参数,并通过参数分析计算出悬架对车辆操纵稳定性的影响,为商用车辆选择悬架的类型提供了依据。
关键词:操纵稳定性;稳态回转;找圆;悬架;侧倾角;侧偏角中图分类号:U463.33 文献标识码:A0 引言汽车操纵稳定性是指车辆正常行驶状况下,遇到外界干扰时能够保持稳定行驶的能力[1]。
操纵稳定性可分为操纵性和稳定性两个部分,操纵性重点是响应驾驶员指令的能力;稳定性则是抗干扰能力或从非稳定状态恢复到稳定状态的能力。
车辆的操纵稳定性是影响汽车行驶安全的重要因素,是评价车辆性能的重要指标[2],稳态回转试验方法则是用来测试操纵稳定性的一种重要手段。
而悬架则是除转向系、轮胎等部件外,影响汽车操纵稳定性的又一重要因素。
从20世纪七八十年代开始,人们就通过建模、仿真和模拟试验等各个方面,对汽车的悬架及其对汽车的操纵稳定性、安全性和舒适性的影响进行了研究。
随着汽车技术的不断发展,人们采用稳态回转实验方法对车辆操纵稳定性的研究也不断增加,试验方法已相对成熟。
因此,通过稳态回转试验方法对商用车采用不同悬架的操纵稳定性进行研究具有重要意义。
1 稳态回转试验流程稳态回转试验是评价汽车操纵稳定性的一个重要试验,试验可分为3个阶段。
第一阶段是试验找圆过程。
试验前需在国家认可试验场地(最好是动态广场),以鲜艳、醒目的颜色画出半径不小于15 m 的圆周。
测试人员驾驶试验车辆以最低稳定车速围绕既定圆周行驶,以达到车辆纵向对称面上的传感器(一般安装在质心位置,受结构限制无法安装在质心的可通过设备设置质心偏移)在半圈内都可以对正圆周的状态。
整车NVH仿真模拟技术研究

整车NVH仿真模拟技术研究一、概述整车NVH仿真模拟技术是现代汽车工业中的重要技术之一,主要应用于汽车产品及零部件的设计和开发过程中对NVH噪声、振动与传动性能进行预测与评估,以达到提高汽车产品品质、降低开发成本和提升市场竞争力的目的。
本文将从整车NVH仿真模拟技术原理、应用、发展现状及趋势等方面进行介绍和分析。
二、整车NVH仿真模拟技术原理整车NVH仿真模拟技术主要是运用有限元、边界元、传递矩阵等多种方法,对汽车车身、发动机、底盘及其它空气和机械噪声源进行建模和仿真计算,并结合试验验证和优化,对整车NVH性能进行分析和评估。
1.有限元方法(FEA)有限元方法是将一个复杂的大系统分解成若干个较小的、简单的子系统,并且进行离散化,计算每个子系统的特性参数。
然后,通过组合论把每个子系统重新组成一个大系统,并分析其总体特性,从而解决全局问题的一种数值计算方法。
在整车NVH仿真模拟中,有限元方法主要用于车身和底盘的NVH分析和评估。
2.边界元方法(BEA)边界元方法通常将待求解的问题的边界与周围环境联系起来,将问题转化为一些与边界相关的算法。
实际上深入发掘了边界的信息,用边界而非内部的信息表示问题,从而使计算得到简化。
在整车NVH仿真模拟中,主要应用于板件和空气噪声的分析和评估。
3.传递矩阵方法(TMM)传递矩阵方法是以系统的输入、输出特性和传递函数为基础,分析系统内外噪声发生、传输和反射的技术方法。
它能有针对性地对汽车的空气、机械、液体等噪声进行分析和评估,可以了解噪声对车辆各个部位的影响和损伤,为NVH优化提供科学依据。
三、整车NVH仿真模拟技术应用整车NVH仿真模拟技术在汽车行业中应用广泛,主要集中在以下方面:1.车身和底盘NVH分析评估车身和底盘是汽车的基本构成部分,而其NVH性能是影响乘坐舒适性的最重要因素之一。
通过整车NVH仿真模拟技术,汽车设计师可以更加直观地了解不同材质、结构、加工工艺等因素对NVH性能的影响,从而对设计方案进行优化,提高整车NVH性能。
基于ADAMS的汽车操纵稳定性仿真试验分析

(c ol f rnpr t n& V hc n ier g S ad n nvrt o eh o g , io2 5 9 C ia S ho o asot i T ao e ieE g ei , hn ogU iesy f c nl y Zb 5 0 , hn ) l n n i T o 4
e ut h ad n t it f t eil i eaut ojc vl. h eut so t ei e a l gs b i a b l e rsl teh n igs blyo evhc vlae betey T ersl hw ta vh l h di t it C eaa zd , l a i h es d i s h c n n a l n y n y
Ab ta t sr c:Usn y a c i lt e sf r ig d n mis s muai o wae ADAMS,te h n l g sa it efr n e o e il sa aye n ti a r v t h a di tbl p r ma c fv hce i n lzd i hs p p . n i y o e
教学课件:第六章-汽车的操纵稳定性

对比仿真结果与实验结果,验证仿真模型的准确性和 有效性,为优化设计提供依据。
06
总结与展望
本章总结
操纵稳定性定义
汽车的操纵稳定性是指驾驶员按照自己的意愿操纵汽车行驶方向和行驶状态的能力,同时 要求汽车能按驾驶员的意图保持稳定的行驶状态,且在行驶过程中具有良好的抗干扰能力 及自动回正能力。
教学课件:第六章-汽车 的操纵稳定性
• 引言 • 汽车操纵稳定性基础知识 • 汽车操纵稳定性分析方法 • 汽车操纵稳定性试验与评价 • 汽车操纵稳定性优化设计 • 总结与展望
01
引言
课程介绍
汽车操纵稳定性是汽车动力学的一个 重要研究方向,涉及到汽车行驶时的 操控性能和稳定性。
本章将介绍汽车操纵稳定性的基本概 念、研究方法以及相关实验,为后续 章节的学习打下基础。
线性二自由度汽车模型通过建立线性微分方程来描述汽车的动态行为,使得数学分 析变得相对简单。
线性二自由度汽车模型广泛应用于汽车操纵稳定性分析和控制系统的设计。
线性二自由度汽车的操纵稳定性分析
横摆运动分析
横摆运动是指汽车绕垂直于地面 的轴线的旋转运动,主要受到前 轮转角、侧向加速度和侧向风的 影响。
侧倾运动分析
影响操纵稳定性的因素
汽车的结构设计、悬挂系统、转向系统、轮胎等都会影响汽车的操纵稳定性。
操纵稳定性评价
通过一系列试验和评价指标来评价汽车的操纵稳定性,如蛇形试验、转向盘角阶跃试验、 稳态回转试验等。
下章预告
第七章内容概述
介绍汽车制动系统的基本组成和 工作原理,以及制动性能的评价 指标和试验方法。
重点与难点
汽车操纵稳定性评价标准
横摆角速度标准
根据不同车速和转向盘转 角下的横摆角速度值,制 定相应的评价 角下的侧向加速度值,制 定相应的评价标准。
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4整车操纵稳定性仿真
应用整车装配模型,根据Ad啪娟ar自带的符合国家标准
GB,r6323_9驴的试验项目,并编写驾驶员控制文件及驾驶控制数 据文件,进行操纵稳定性能试验仿真。仿真过程,如图3所示。
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图6横摆角速度一时间曲线
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Fig.1
图1虚拟样机模型
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整车装配完成后,运行Is0
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CHANGE仿真进行整车
为前悬架坐标原点,获得悬架在Ad眦托ar中的硬点坐标。采用 Ad锄北ar共享数据库中提供的模版,修改相关硬点及构件的特
来稿日期:2014-04_21
模型的调试,排查子系统建模与整车装配中存在的不足并进行修 改,得到正确的仿真模型。
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[1]陈家瑞.汽车构造(下)[M]一E京:机械工业出版社,2009:199. (chen Jia—mi^utomobile comtmction[M].Beijing:clIina M舵lline e鲳,20()9:199.)
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4.4其他试验
根据GⅣr6323,5—94规定的试验内容,分别进行转向轻便
independ衄t s岫pemi∞仰yellicle pe面m锄ce[J]J0∞lal ofJdin Ullive—
mity ofTechnology,1993,23(3):18—26.)
性试验、稳态回转试验。其中,转向轻便性试验得到转向盘力矩时 间曲线,为转向系统设计尤其是助力转向与动力转向系统设计提
science
由图7曲线可以看出,进行高速回正试验时,前轮出现较为 严重的摆振现象;进行低速试验时,残余横摆角速度较小。可以确 定,摆振的原因是转向系阻尼系数过小,需要适当增大转向系阻 尼来消除前轮摆振。
[4]林逸,陈欣,王望予.独立悬架中的橡胶减振元件对汽车性能的影响
[J].吉林工业大学学报,1993,23(3):18—26. (“n Yi,Chen)(in,W锄g W明g一”mle innuence
4.3回正性能试验
根据GB,r6323,4-94规定的回正性能试验内容,选定回转半
径15m,高、低速性能试验分别选定侧向加速度为4H以2与2r以2,
试验测得横摆角速度时间历程曲线.如罔7所列;一
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Engineering,China Universit)r
Petmleum,Sh粕dong Qingda0 266580,China)
AngIIl盯Veloci哆_Time Curve
由图5曲线可以看出,在第二、三次试验中,侧向加速度有
图3操纵稳定性仿真流程图
Fi昏3
减小趋势,说明该车型具有一定的不足转向特性。由图6曲线可 以看出,转向盘回正后,系统无法马上达到稳态。对于实际的汽车 系统。在横向上是典型的弹性系统,会出现明显的低频共振,所以 进行本试验时,需要调整脉冲宽度,尽量避免与转向系发生共振。
基金项目:国家自然科学基金项目(51005248);中央高校基本科研业务费专项资金资助(13cx02069A) 作者简介:吴宝贵,(1974-),男,山东平度人,博士,副教授,硕士生导师,主要研究方向:虚拟样机仿真与多学科优化
万方数据
第11期
吴宝贵等:汽车整车操纵稳定性仿真试验研究
159
3模型准确性检验
3.2模型准确性检验 在Ad锄托ar与carsim中,分别确定试验路径,设定试验车
速为65kⅡl/}l,生成事件,分别运行蛇形试验仿真,得到各参量一时 问关系曲线。该型车侧向位移一时间关系曲线,如图2所示。由图 2可以看出,两条曲线峰值位置出现偏差,其余参量有相似特性, 观看仿真动画可知,由于路径设定中的侧向位移有偏差,相应的 结果随侧向位移产生相应变化,故认为两者结果的吻合度已经较
根据GB,r6323,2—94规定的转向盘角阶跃输入试验与转向 盘角脉冲输入试验内容。转向盘角阶跃输入试验中,分别以侧向 加速度为1
m/sz、2
标准软件%分别在Ad跚北ar和carsim中进行悬架性能仿真,提
取悬架特性参量的时间关系特性并对比分析,即可验证在
Ad嘲托缸中模型构建的准确性。
3.1 Carsjm悬架模型构建 装配悬架子系统、轮胎和激振试验台,组成悬架仿真试验 台。设置相关参数,运行仿真试验,提取悬架的K&c特性,并将悬 架K&c特性与车型原数据输入到carsim软件的悬架K&C界面 中,得到悬架的carsim模型嘲。
r施z和3 Ir衅确定转向盘预选位置,对应转向
盘转角分别为124。、2440和3“o;汽车以试验车速直线行驶后,
迅速转动转向盘至预选位置并固定数秒,试验得到横摆角速度及
侧向加速度时间历程曲线,其侧向加速度时间历程曲线,如图5 所示。 转向盘角脉冲输入试验中,最大方向盘转角应使最大侧向 加速度达到4m,s:,对应转向盘最大转角为5100,三角脉冲宽度定 为0,3s,进行向左转向及向右转向试验,得到转向盘转角及横摆 角速度时间历程曲线,其向左转向试验横摆角速度时间历程曲 线。如图6所示。
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汽车悬架的K&C特性是悬架系统的重要参数之一,决定了 悬架性能的优劣,影响整车的性能。Carsim是专门针对车辆动力 学的仿真软件,其仿真完全依靠试验数据的支持,是汽车行业的
由图4曲线可以看出,车速越高,侧向位移越大。原因是转
向过程中的惯性力变大,使得轮胎的侧偏也越明显,出现了寻迹
变差现象。
4.2转向瞬态响应试验
机械设计与制造
158 Machinery
第11期 2014年11月
Desi弘
&
MarIufacture
汽车整车操纵稳定性仿真试验研究
吴宝贵,闫书法,李绍平,田萌健
(中国石油大学机电工程学院,山东青岛266580)
摘要:针对数值计算与现场试验复杂耗时的难题,提出基于虚拟样机技术的汽车整车操纵稳定性仿真试验方 案。探究汽车虚拟样机模型的构建方法,检验虚拟样机模型的准确性,依据国标GB,T6323仿真分析汽车操纵稳 定性能,包括蛇形试验、转向瞬态响应试验、回正性能试验、转向轻便性试验及稳态回转试验。仿真结果表明,该 车型具有不足转向特性。基于上述性能试验,得到符合国标的汽车操纵稳定性能试验方法,为研究汽车悬架的运 动特性提供一种仿真试验方法。 关键词:悬架设计;操纵稳定性;虚拟样机;K&C特性 中图分类号:THl6;u463,3 文献标识码:A 文章编号:100l一3997(2014)11—0158—03
20 30 4O
图4侧向位移一时间曲线 Fi94
Lateral
1_Ifne(sec)
DisplacmPnI-Time
Curve
(a)低速回正性能试验
万方数据
No.11
机械设计与制造
j—∞
, vawⅢ。
Nov.2014
参考文献
、 ^ ^
^
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模型和MF_1如模型具有相同的功能,但改善了模型的翻转力
矩,有效频率可达8Hz。
建立操纵稳定性仿真试验事件,完成整车操纵稳定性仿真试验及 评价,为汽车悬架系统的设计和改进提供重要的参考依据。
2虚拟样机构建
根据给定的某型乘用车的基本参数及设计要求,设计该车 型悬架系统。选取前轮中心连线与汽车纵轴线在地面投影的交点
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[2]Y∞IlimmlA∞mi-active叭spensionw汕dymnlic
(b)高速回正性能试验
图7横摆角速度一时间曲线
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Stabili哆Simlation
4.1蛇行试验
根据GB,r6323,l一94规定的蛇行试验主要试验内容,标桩
间距设定30m,分别仿真33kI加、48kmm及65kr汕车速下蛇行试
验,记录转向盘转角、横摆角速度、车身侧倾角、侧向加速度及侧向 位移时间历程曲线,其中侧向位移时间历程曲线,如图4所示。
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