基于Trucksim的全挂汽车建模与操稳性改进仿真研究

发布时间：2017-08-11 03:06

  本文关键词：基于Trucksim的全挂汽车建模与操稳性改进仿真研究

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【摘要】：科学技术的进步促进交通运输模式的革新。在交通运输业繁荣发展的背景下,汽车列车运输以高效率、少污染、低成本等特点,备受物流企业的青睐。操纵稳定性是影响汽车安全运输的重要因素,其分析方法将传统计算与现代软件相结合使得汽车研究数据更加准确、研究方法更加快捷。伴随着计算机技术的迅速发展和动力学相关理论的日趋成熟,计算机虚拟仿真法在汽车安全稳定性分析过程中逐渐普及。目前,在汽车工业领域主要使用多体动力学软件处理和分析汽车安全性有关数据。与普通的客运和货运车辆相比,全挂汽车整车稳定性的影响因素较多,其整体受力情况也相对比较复杂。在某些极限工况下,实车性能试验具有极大的危险性,难以保证驾驶者生命安全和车辆的整体安全,因此在研究车辆性能的过程中,文章运用虚拟仿真技术对全挂车在行驶过程中的操稳性能进行仿真分析与改进。本文基于Trucksim8.0软件仿真平台,采取面向特性的参数化建模方法,构建全挂汽车模型并进行操稳性改进仿真研究。首先,在分析汽车动力学六大系统建模原理的基础上,总结子系统参数并进行建模;然后根据国家和行业标准,以现有牵引车与后挂车的原始数据为基准构建面向特性的参数化全挂汽车模型,同时,结合客车、货车操纵稳定性的评价指标明确全挂车操纵稳定性评价标准;其次,依据ISO标准及车辆整车性能指标,对整车进行不同工况下的双移线试验、直线行驶特性试验、稳态圆周试验,初步评价模型车辆的操稳性;用控制变量法确定单一参数变化对目标汽车操纵稳定性能的影响,即全挂汽车速度变化、载荷大小、轴距长短、侧倾刚度、外力的变化对全挂汽车运动学的影响。通过对仿真试验的输出结果深入分析,得出提高全挂车操纵稳定性的结构参数或使用参数的改进方案。仿真试验结果表明:全挂车在直线行驶过程中,侧向外力(如侧向风)的作用对整车运行过程中的操作稳定性影响较大;通过增加挂车轴距、钢板弹簧刚度,能对整车的稳定性起到积极作用,对比整车改进方案前后的操稳性仿真试验得出,改进后的整车操纵稳定性有明显的提高,验证了改进方案的合理性。
【关键词】：Trucksim 全挂汽车 参数化建模 双移线试验 稳态圆周试验 操纵稳定性
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U461.6;U469.52
【目录】：

• 摘要4-5
• abstract5-9
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 研究背景和意义9-11
• 1.2 国内外研究发展情况11-13
• 1.2.1 国外研究情况11-12
• 1.2.2 国内研究情况12-13
• 1.3 研究内容和技术路线13-16
• 1.3.1 研究内容13-14
• 1.3.2 技术路线14-16
• 第二章 汽车操纵稳定性研究16-27
• 2.1 汽车操纵稳定性研究16-17
• 2.1.1 汽车操稳性16
• 2.1.2 汽车操纵稳定性方法研究16-17
• 2.2 汽车操纵稳定性试验及评价17-19
• 2.2.1 工况试验18
• 2.2.2 汽车操纵稳定性的评价18-19
• 2.3 仿真软件在汽车整车开发中的应用19-20
• 2.4 Trucksim仿真软件介绍20-24
• 2.4.1 Trucksim主要界面21-22
• 2.4.2 Trucksim仿真软件特点22-24
• 2.5 Trucksim整车平台24-26
• 2.6 本章小结26-27
• 第三章 全挂汽车整车参数化建模27-50
• 3.1 全挂汽车27-28
• 3.2 全挂汽车的牵引连接装置28-32
• 3.2.1 牵引钩—挂环28-29
• 3.2.2 牵引架29
• 3.2.3 牵引拖台29-30
• 3.2.4 全挂汽车鞍座模型及参数确定30-32
• 3.3 全挂汽车车体模型32-34
• 3.4 空气动力学模型34-37
• 3.4.1 空气动力学坐标34
• 3.4.2 空气动力学力与力矩34-36
• 3.4.3 空气动力学相关参数的确定36-37
• 3.5 悬架特性建模及参数确定37-41
• 3.5.1 钢板弹簧非独立悬架建模37-39
• 3.5.2 悬架减震器建模39
• 3.5.3 辅助侧倾刚度建模39-40
• 3.5.4 非独立悬架建模参数的确定40-41
• 3.6 动力系模型41
• 3.7 轮胎模型41-45
• 3.7.1 轮胎侧偏41-44
• 3.7.2 轮胎模型参数的确定44-45
• 3.8 转向系模型45-49
• 3.8.1 全挂汽车转向系模型45
• 3.8.2 主销几何布置45-46
• 3.8.3 转向系运动学特性建模46-47
• 3.8.4 转向系运动学K & C特性建模参数的确定47-49
• 3.9 本章小结49-50
• 第四章 全挂汽车行驶操纵稳定性改进仿真研究50-74
• 4.1 Trucksim参数化整车 3D模型50
• 4.2 整车模型操纵稳定性仿真评定指标50-52
• 4.3 双移线试验52-59
• 4.3.1 双移线试验仿真评价标准52
• 4.3.2 双移线试验条件52-55
• 4.3.3 全挂汽车参数模型的仿真验证55-59
• 4.4 稳态圆周试验仿真分析59-63
• 4.4.1 稳态圆周试验依据标准59-60
• 4.4.2 仿真试验条件60
• 4.4.3 试验结果仿真分析60-63
• 4.5 全挂汽车操纵稳定性的改进63-71
• 4.5.1 核载条件对车辆稳定性分析63-65
• 4.5.2 轴距对操纵稳定性的影响分析65-67
• 4.5.3 车速对车辆操纵稳定性的影响分析67-69
• 4.5.4 弹簧刚度对全车操纵稳定性的影响分析69-71
• 4.6 整车改进后的仿真对比71-72
• 4.7 本章小结72-74
• 结论及展望74-76
• 结论74-75
• 展望75-76
• 参考文献76-80
• 攻读学位期间发表的主要论文及科研主要成果80-81
• 致谢81

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

1 张谷雨;;试论汽车构造与操纵稳定性的关系[J];汽车与安全;2015年06期

2 贾宝;梅雪峰;;汽车双横臂独立悬架参数优化与仿真研究[J];沈阳航空航天大学学报;2012年03期

3 孙丽;刘永臣;张二坤;;车辆操纵稳定性评价的改进网状图法[J];机械设计与制造;2012年06期

4 肖闯;黄江;易高;;基于CARSIM的车辆稳定性控制仿真[J];专用汽车;2007年06期

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本文编号：653900