基于灵敏度分析的电池后置式电动汽车平顺性研究
发布时间：2021-04-10 14:22
随着公众对环境问题逐渐重视和能源危机日益严峻,人们把目光聚焦在了与日常出行息息相关的交通工具上,专家和学者普遍认为传统燃油汽车是造成大气污染的主要元凶之一。用纯电动汽车代替传统燃油汽车可以解决这些棘手的问题,通过国家政策扶持和车企在技术方面的不断研发,纯电动车市场空前火爆,人们开始更倾向于购买纯电动汽车作为出行的交通工具,与此同时也更希望于纯电动汽车可以具有良好的平顺性,让驾乘人员有舒适的乘坐感受,所承载的货物可以保持完好。只有让所设计的纯电动汽车更加贴合市场需求,才能有更广阔的市场前景。本文基于多体动力学理论,运用动力学仿真软件ADAMS/Car建立前悬架转向横拉杆为柔性体的刚柔耦合整车模型,按照GB/T4970—2009《汽车平顺性仿真实验方法》中的要求,在建立的B级路面上对车辆中高速转向情况下的车身质心垂向加速度、悬架动行程、转向横拉杆和转向节连接处动态载荷和轮胎动行程进行平顺性分析,并将刚柔耦合整车模型与刚性体整车模型的以上几项平顺性仿真试验结果进行对比分析,证明建立以转向横拉杆为柔性体的刚柔耦合模型可以更加准确地反应车辆的平顺性;然后根据GB/T6323-2014《汽车操纵稳...
【文章来源】：天津职业技术师范大学天津市
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
整车仿真模型建模流程图
天津职业技术师范大学硕士学位论文20然后将确定出的模型输入到ADAMS中，确定出柔性体。在建模中引入柔性体，可以提高电脑仿真的精度和真实性。3.5前悬架刚柔耦合模型的建立3.5.1刚体模型某电池后置式纯电动汽车前悬架采用麦弗逊独立悬架，根据实际悬架系统结构抽象出左前悬架系统模型示意图，右悬架与左悬架对称，仅以左前悬挂系统模型为例示意。麦弗逊独立悬挂系统包括：两个下摆臂；两个转向节总成；一个转向机齿条和车身共10个物体组成。图3-1左前悬架模型图在此研究中相应的减振器上体主要是基于弹性铰链A与车身相连，而对应的总成则和减振器基于圆柱铰B约束，在运动过程中后者可进行轴向移动；下摆臂一端和车身通过弹性铰链E、D进行连接，从而满足其摆动相关的运动要求。而另一端在连接过程中则通过球铰C与转向节总成相接；转向横拉杆的两端分别和总成以及转向齿条建立起连接关系；转向横拉杆则和车身通过移动铰H连接起来，从而满足一定转动要求；车轮总成和转向节总成基于铰链I相连。总体上确定出前悬架系统自由度DOF，具体情况如式3.2所示：示：=101×6×4×44×31×5=1(3.)3.5.2转向横拉杆柔性体模型运用三维参数化实体建模软件CATIA绘制转向横拉杆三维图形，再运用有限元软件ANASYS对上述部件进行网格化处理和有限元处理，综合考虑仿真精度和计算时间，将网格设定为10mm，然后运用综合模态生成法生成模态中性软件，将其导入动力学仿真软件ADAMS/Car施加合适的载荷和相应的约束并结合其他刚性体子系统建立刚柔耦合前悬架模型。前悬架系统动力学模型如图3-2所示：
天津职业技术师范大学硕士学位论文21图3-2前悬架刚柔耦合模型图3.6刚性体模型的建立3.6.1转向系统模型的建立汽车转向系统是操控性分析中重要的一部分。本文研究的某电池后置式纯电动汽车选取的是齿轮-齿条式转向系统，齿轮-齿条式转向机构在运行过程中基于齿轮-齿条而进行运动形式的转换，进而得到直线移动。其组成单元包括转向盘、转向柱，而在实际运行过程中其中小齿轮通过齿轮副连接其中的齿条，并据此实现平移运动目的。由此确定出的转向系统模型如图3-3所示图3-3转向系统模型图对转向系统中的各种约束进行统计，结果如3-3所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]主动横摆控制在车辆横向稳定性中的应用研究[J]. 夏长高,李心庆,郑恩瑞. 机械设计与制造. 2015(04)
[2]汽车高速弯道急转向横向稳定性控制研究[J]. 王翠,张勇,于晨斯. 企业技术开发. 2014(17)
[3]高速车辆侧风操稳性试验建模与仿真研究[J]. 叶飞,丁力. 湖北汽车工业学院学报. 2013(02)
[4]基于差动制动的SUV防侧翻控制仿真研究[J]. 潘盛辉,张兴达,王娜. 计算机仿真. 2013(06)
[5]汽车主动悬架的模糊PID控制策略[J]. 柴牧,董恩国,李振兴. 机械设计. 2013(05)
[6]基于频率加权滤波的汽车平顺性评价[J]. 宗长富,陈双,冯刚,尹刚,向晖. 吉林大学学报(工学版). 2011(06)
[7]低附着路面条件的EPS控制策略[J]. 赵林峰,陈无畏,秦炜华,杨军. 机械工程学报. 2011(02)
[8]冰雪路面事故成因分析及对策探讨[J]. 董斌,唐伯明,刘唐志. 交通标准化. 2010(13)
[9]车辆横向稳定性自适应神经网络控制策略研究[J]. 王立标,李军,范剑,李岳林. 汽车工程. 2010(06)
[10]用于汽车横向稳定性的模糊控制器的设计与研究[J]. 薛念文,程丽娟. 拖拉机与农用运输车. 2010(03)
博士论文
[1]线控转向系统主动安全预测控制策略的研究[D]. 罗石.江苏大学 2010
[2]汽车底盘关键子系统的稳定性分析与集成控制研究[D]. 刘显贵.合肥工业大学 2010
硕士论文
[1]基于主动转向的车辆横摆稳定控制方法研究[D]. 刘明媚.哈尔滨工业大学 2014
[2]电动助力转向系统助力特性研究[D]. 裴学杰.中北大学 2014
[3]基于底盘集成控制的SUV主动防侧翻系统研究[D]. 郭俐彤.吉林大学 2013
[4]基于横摆和侧倾的汽车稳定性模型及控制策略研究[D]. 周鑫华.重庆理工大学 2013
[5]汽车ESP系统仿真与研究[D]. 张弦.昆明理工大学 2012
[6]基于CarSim的EPS系统建模及其控制仿真研究[D]. 宋旸.广西工学院 2012
[7]基于差动制动的汽车横摆与侧翻稳定性集成控制研究[D]. 李占旗.吉林大学 2011
[8]汽车横向稳定性控制研究[D]. 杨涛.长安大学 2011
[9]基于主动转向与差动制动的汽车防侧翻控制研究[D]. 岑达希.浙江大学 2011
[10]汽车四轮转向控制方法研究及模型车试验系统设计[D]. 王智晶.重庆交通大学 2010
本文编号：3129796
【文章来源】：天津职业技术师范大学天津市
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
整车仿真模型建模流程图
天津职业技术师范大学硕士学位论文20然后将确定出的模型输入到ADAMS中，确定出柔性体。在建模中引入柔性体，可以提高电脑仿真的精度和真实性。3.5前悬架刚柔耦合模型的建立3.5.1刚体模型某电池后置式纯电动汽车前悬架采用麦弗逊独立悬架，根据实际悬架系统结构抽象出左前悬架系统模型示意图，右悬架与左悬架对称，仅以左前悬挂系统模型为例示意。麦弗逊独立悬挂系统包括：两个下摆臂；两个转向节总成；一个转向机齿条和车身共10个物体组成。图3-1左前悬架模型图在此研究中相应的减振器上体主要是基于弹性铰链A与车身相连，而对应的总成则和减振器基于圆柱铰B约束，在运动过程中后者可进行轴向移动；下摆臂一端和车身通过弹性铰链E、D进行连接，从而满足其摆动相关的运动要求。而另一端在连接过程中则通过球铰C与转向节总成相接；转向横拉杆的两端分别和总成以及转向齿条建立起连接关系；转向横拉杆则和车身通过移动铰H连接起来，从而满足一定转动要求；车轮总成和转向节总成基于铰链I相连。总体上确定出前悬架系统自由度DOF，具体情况如式3.2所示：示：=101×6×4×44×31×5=1(3.)3.5.2转向横拉杆柔性体模型运用三维参数化实体建模软件CATIA绘制转向横拉杆三维图形，再运用有限元软件ANASYS对上述部件进行网格化处理和有限元处理，综合考虑仿真精度和计算时间，将网格设定为10mm，然后运用综合模态生成法生成模态中性软件，将其导入动力学仿真软件ADAMS/Car施加合适的载荷和相应的约束并结合其他刚性体子系统建立刚柔耦合前悬架模型。前悬架系统动力学模型如图3-2所示：
天津职业技术师范大学硕士学位论文21图3-2前悬架刚柔耦合模型图3.6刚性体模型的建立3.6.1转向系统模型的建立汽车转向系统是操控性分析中重要的一部分。本文研究的某电池后置式纯电动汽车选取的是齿轮-齿条式转向系统，齿轮-齿条式转向机构在运行过程中基于齿轮-齿条而进行运动形式的转换，进而得到直线移动。其组成单元包括转向盘、转向柱，而在实际运行过程中其中小齿轮通过齿轮副连接其中的齿条，并据此实现平移运动目的。由此确定出的转向系统模型如图3-3所示图3-3转向系统模型图对转向系统中的各种约束进行统计，结果如3-3所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]主动横摆控制在车辆横向稳定性中的应用研究[J]. 夏长高,李心庆,郑恩瑞. 机械设计与制造. 2015(04)
[2]汽车高速弯道急转向横向稳定性控制研究[J]. 王翠,张勇,于晨斯. 企业技术开发. 2014(17)
[3]高速车辆侧风操稳性试验建模与仿真研究[J]. 叶飞,丁力. 湖北汽车工业学院学报. 2013(02)
[4]基于差动制动的SUV防侧翻控制仿真研究[J]. 潘盛辉,张兴达,王娜. 计算机仿真. 2013(06)
[5]汽车主动悬架的模糊PID控制策略[J]. 柴牧,董恩国,李振兴. 机械设计. 2013(05)
[6]基于频率加权滤波的汽车平顺性评价[J]. 宗长富,陈双,冯刚,尹刚,向晖. 吉林大学学报(工学版). 2011(06)
[7]低附着路面条件的EPS控制策略[J]. 赵林峰,陈无畏,秦炜华,杨军. 机械工程学报. 2011(02)
[8]冰雪路面事故成因分析及对策探讨[J]. 董斌,唐伯明,刘唐志. 交通标准化. 2010(13)
[9]车辆横向稳定性自适应神经网络控制策略研究[J]. 王立标,李军,范剑,李岳林. 汽车工程. 2010(06)
[10]用于汽车横向稳定性的模糊控制器的设计与研究[J]. 薛念文,程丽娟. 拖拉机与农用运输车. 2010(03)
博士论文
[1]线控转向系统主动安全预测控制策略的研究[D]. 罗石.江苏大学 2010
[2]汽车底盘关键子系统的稳定性分析与集成控制研究[D]. 刘显贵.合肥工业大学 2010
硕士论文
[1]基于主动转向的车辆横摆稳定控制方法研究[D]. 刘明媚.哈尔滨工业大学 2014
[2]电动助力转向系统助力特性研究[D]. 裴学杰.中北大学 2014
[3]基于底盘集成控制的SUV主动防侧翻系统研究[D]. 郭俐彤.吉林大学 2013
[4]基于横摆和侧倾的汽车稳定性模型及控制策略研究[D]. 周鑫华.重庆理工大学 2013
[5]汽车ESP系统仿真与研究[D]. 张弦.昆明理工大学 2012
[6]基于CarSim的EPS系统建模及其控制仿真研究[D]. 宋旸.广西工学院 2012
[7]基于差动制动的汽车横摆与侧翻稳定性集成控制研究[D]. 李占旗.吉林大学 2011
[8]汽车横向稳定性控制研究[D]. 杨涛.长安大学 2011
[9]基于主动转向与差动制动的汽车防侧翻控制研究[D]. 岑达希.浙江大学 2011
[10]汽车四轮转向控制方法研究及模型车试验系统设计[D]. 王智晶.重庆交通大学 2010
本文编号：3129796
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