商用车非线性动力学模型建模方法研究及平顺性仿真分析

发布时间：2017-12-21 08:41

  本文关键词：商用车非线性动力学模型建模方法研究及平顺性仿真分析　出处：《湖南大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：车辆动力学仿真在车辆工程技术的发展中有着广泛的应用,在车辆研发设计阶段,车辆动力学仿真能降低研发时间和成本。因此,建立精确有效的车辆动力学模型在技术开发中至关重要。论文旨在研究商用车动力学模型的一般建模方法,着重研究非线性钢板弹簧建模方法,强调多刚体车辆模型和刚柔耦合车辆模型动力学特性的差别。主要研究内容及成果如下:1.钢板弹簧是商用车悬架重要的非线性部件,对比研究多种钢板弹簧建模方法,包括SAE(Social Automotive Engineer)三连杆方法、梁单元建模方法、有限元建模方法。由于SAE三连杆模型的高效性,确定将SAE三连杆钢板弹簧模型应用于商用车动力学模型中。综合利用逆向求解和集成优化算法辨识SAE三连杆模型关键参数。并将SAE三连杆模型的静刚度、动刚度与实验数据进行对比,结果表明SAE三连杆等效模型精度较高,验证了非线性钢板弹簧模型的正确性。2.研究商用车动力学模型建模方法,包括悬架系统、转向系统、传动系统等。由于驾驶室和车架的柔性变形对车辆振动特性的分析影响显著,车架和驾驶室的有限元模型自由度过多,不适宜直接用于多体计算,研究模型自由度减缩方法并进行具体实施,通过降低有限元模型自由度,以提高计算效率,进而研究刚柔耦合动力学车辆模型的建模方法,建立整车刚体模型和整车刚柔耦合动力学模型。3.开展商用车多刚体模型、刚柔耦合模型的振动特性研究,包括路面脉冲输入仿真、整车前轮跌落仿真,通过试验结果验证两种模型的正确性,比较多刚体模型、刚柔耦合模型的仿真计算精度。对比结果表明,试验数据与刚柔耦合模型仿真数据一致性较高,刚柔耦合模型比纯刚体模型更准确。通过仿真计算两种模型在随机路面激励下的动态响应,结果表明,整车刚柔耦合模型关键点振动加速度有所减小、悬架动挠度和轮胎动载荷有所增大,平顺性相对较好。论文系统研究了商用车多体动力学一般建模方法,突出钢板弹簧的非线性和整车刚柔耦合特性,总结了钢板弹簧悬架、商用车各子系统建模要点和平顺性仿真分析的一般方法,为商用车建模仿真提供了较好的参考依据。
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U461.4

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本文编号：1315443