基于虚拟样机的汽车高速道路稳定性研究

发布时间：2020-09-19 13:12

　　 随着汽车技术的发展,车辆的实际行驶速度大幅提高,汽车工业越来越多地关注汽车的安全性、稳定性,同时高等级公路的大力兴建使得交通运输中道路车辆的占比越来越大。由于高速公路跨越广阔的地域,汽车行驶的稳定性容易受到气动扰流的影响。为此,本论文主要对汽车高速道路行驶情况的稳定性进行了相关的仿真研究。本论文首先分析了汽车高速行驶的相关理论,对汽车高速行驶过程中常遇到的实际侧风进行了详细分析。自然风部分,根据气象网数据,建立了武汉地区的自然风模型,建立了恒风、阵风的侧风模型;环境风部分,针对汽车穿越隧道的情况,结合道路试验采集的风速数据进行拟合研究,得到了侧向风速正弦变化的规律。其次,基于虚拟样机技术,应用ADAMS/Car建立了用于仿真分析的乘用车整车模型。根据影响汽车高速行驶状态的干扰类型,从前轮转角输入和气动侧力作用两种情况出发,对整车模型进行了汽车高速道路稳定性的仿真研究。前轮转角输入情况,参照汽车操纵稳定性试验方法,选取相关试验进行仿真,并计算评价指标的分值。气动侧力作用情况,结合侧风模型,对整车模型进行了相应侧向力作用下的虚拟试验,确定以2s侧向位移作为侧风稳定性虚拟试验的评价指标,探讨了风速、车速对侧向位移的影响。综合两种情况的仿真分析结果,提出了用于评估整车模型高速道路稳定性的评价方法。最后,为了改善整车模型的性能,对其前悬架的运动学特性进行了优化。选取车轮外倾角、车轮前束角、主销内倾角、主销后倾角和轮距的变化量作为优化目标,采用响应面法和遗传算法进行联合优化。根据提出的评价方法对比优化前后仿真结果,发现前悬架运动学特性的提升可以改善整车模型的高速道路稳定性,但在遭遇强侧风作用时,较高的车速仍会产生较大的侧向位移,最安全的做法是主动降低车速,保证行驶的稳定性。本论文建议的整车模型高速道路稳定性的评价方法,优化前悬架改善整车模型性能的方法,以及强侧风下降低车速保证稳定性,为整车模型性能的评估和改善以及安全驾驶提供了一定的理论和实践依据。
【学位单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U461.6

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本文编号：2822546