某电动汽车底盘分析与调校
发布时间：2021-09-05 22:32
汽车是一个复杂的多体耦合系统,加之外界输入,使得其在使用过程中的工况十分复杂多变,因此汽车动力学的研究一直是一个热点和难点。虚拟样机技术的出现,使得可以通过软件建立模型来模拟分析行驶的各种工况,极大地方便了汽车动力学的研究。但由于仿真分析与实车状态存在一定差异,且考虑到驾驶员本身的不确定性,客观试验分析与主观评价也常被用于汽车动力学的研究。本文结合某电动汽车的横向研发课题,面向车辆的操纵稳定性和乘坐舒适性,通过仿真分析、客观试验与主观评价三个方面,对底盘系统综合性能进行分析与优化。基于研发车辆的三维模型和企业所提供的车辆参数,通过ADAMS/Car建立整车动力学模型。针对刚性体模型精度不足的问题,比较了柔性化处理3种方法,并通过Hypermesh对横向稳定杆、下控制臂和副车架进行网格划分与模态计算,生成MNF模态中性文件导入ADAMS中建立柔性体模型。然后,利用模型对悬架硬点进行四轮定位参数灵敏度分析,得出各硬点对四轮定位影响的贡献度。通过对悬架系统的K&C特性仿真和整车操纵稳定性仿真分析,发现研发车辆存在阿克曼百分比偏小,俯仰梯度和转向灵敏度偏大的风险点。结合仿真分析的结果及...
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
底盘开发流程
1绪论5用解析几何的方法对其进行运动学分析，推导悬架运动特性和方式，得出关键参数的计算公式与变化规律，为麦弗逊悬架的优化设计提供了指导依据[43]。1.2.2底盘性能主客观评价国内外研究现状底盘开发中，动力系统、转向系统、悬架系统与车身之间是存在相互影响的，仿真分析所得出来的数据具有指导意义，但与真实的驾乘体验肯定是有一定差距的，因此主观评价与客观试验也是底盘系统开发中的核心部分。图1.2人-车闭环系统Fig.1.2Humanandcarclosed-loopsystem本世纪初，吉林大学的郭孔辉院士就针对汽车操稳性提出了客观测量评价、主观评价、模拟器评价等几种评价方式。郭院士重介绍了主观评价方法，并运用层次分析法来确定各评价指标的权重。对客观试验指标进行降维处理，来改善主、客观一致性研究往往需要大量试验样本的要求[44-46]。吉林大学在车辆底盘性能主客观评价的研究中走在国内前列，宗长富、邢如飞等人对国内外现有的主观评价体系进行了研究，并针对我国汽车底盘自主研发的现状，提出了一套较全面的主观评价体系，并使用感觉评价指数和SNR信噪比法来检验评价人员的评价能力，然后应用相关分析评价体系进行了简化[47-49]。詹军等人阐述了车辆性能指标的逐层分解方法，推导出数学公式，利用车辆动力学模型分解得到相应的总成特性指标，对照不足转向度和侧倾梯度这两个整车指标进行理论和试验分析，取得了一致性的结果[50]。中国汽车工程研究院的姚实聪等人针对某车型舒适性主观评分较低的问题，利用Insight对悬架相关参数进行正交优化，有效地提高了平顺性主观评分，为实际项目提供技术依据[51]。除了各大高校和企业的研究外，随着汽车性能评价体系的不断完善和汽车市场的迫切需要，国家也提出了新的道路试验方法和
2整车动力学建模与仿真分析13图2.1转向系统模型Fig.2.1Steeringsystemmodel车身系统（Body）则是将簧上质量简化处理后，用一个球体来代替，对其质量、质心位置和转动惯量等参数进行设置。动力系统只起到控制车速的作用，可用驱动文件进行控制，所以不需要依据实际的构造对其建模，而是将电动机及传动系统的功能利用函数进行编辑模拟即可。本文中动力子系统（Powertain）和前后轮模型均通过Adams/Car数据库中的模板文件修改得到。目前整车多体动力学的仿真所建立的模型多为构件在受到外力作用下不会产生变形的刚性模型，这种建模的处理方法可以有效地简化模型，加快运算速度。因为汽车底盘系统各个部件的弹性变形对于机构的动态特性影响不大，所以在大部分情况下刚性处理是可以满足仿真要求的。但是对于横向稳定杆、麦弗逊悬架的下控制臂等来说，弹性变形会影响仿真精度。根据有限元的理论可以知道，构件的形变量是构件的模态通过线性计算叠加而来的，构件离散单元数量越多精度就会越高。所以将一些刚性体替换成为柔性体建立刚柔耦合模型，在一定程度上会提高模型的精度，提升仿真分析的质量。本文对悬架运动中易产生弹性变形的下控制臂、横向稳定杆以及副车架进行柔性化处理。目前ADAMS中柔性体建模方法大致分为三种：①利用ADAMS/Flex直接建立柔性体替换掉对应的刚性体部件。拉伸法：先定义好零部件的半径、尺寸、材料属性等后，规定一个拉伸路径和与外界的相连点，通过横截面沿着拉伸路径扫面来建立柔性体。几何外形法：将建立好的三维模型导入，定义柔性体附着点后，选定一些节点作为力作用点，并将最后选取的节点转换成标记ID，生成MNF文件。拉伸法多用来创建外形规则的部件，几何外形法则建立多面体部件。②将连杆离散成柔性梁的
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于K&C特性的麦弗逊前悬架的硬点优化[J]. 王帅帅,孙涛. 农业装备与车辆工程. 2018(05)
[2]基于ADAMS和遗传算法的悬架硬点优化对比研究[J]. 彭浩昆,潘子安. 北京汽车. 2018(02)
[3]前悬架硬点优化设计[J]. 宋年秀,张利,于明晓. 机械设计与制造. 2018(04)
[4]基于ADAMS/Car的麦弗逊前悬架性能分析与优化[J]. 江铮,尹荣栋,赵振东. 北京汽车. 2017(04)
[5]汽车悬架性能评价研究[J]. 姚实聪,万里翔,王波,宫宝利. 科学技术与工程. 2017(21)
[6]基于ADAMS/Car的整车建模与操纵稳定性仿真评价[J]. 张利,宋年秀,刘鹏,于明晓. 青岛理工大学学报. 2017(01)
[7]基于Adams/Car车身横摆响应分析及改进[J]. 殷吕,吕草,李磊. 客车技术与研究. 2016(06)
[8]基于模型的整车操纵稳定性指标逐层分解方法研究[J]. 詹军,吕起越,伍家麟,何云廷,王启配. 科学技术与工程. 2016(14)
[9]基于ADAMS的麦弗逊前悬架仿真分析[J]. 赵萍萍. 科技与创新. 2016(03)
[10]基于ADAMS/Car的空气悬架虚拟样机建模研究[J]. 陈双,钟孝伟,李刚,关亮亮. 农业装备与车辆工程. 2016(02)
博士论文
[1]乘用车操纵稳定性主观评价方法研究[D]. 邢如飞.吉林大学 2010
硕士论文
[1]汽车主观性能评价方法研究[D]. 田晓雪.长安大学 2014
[2]汽车横向稳定性控制研究[D]. 杨涛.长安大学 2011
[3]基于ADAMS的汽车操纵稳定性仿真分析及优化[D]. 彭文中.湖南大学 2010
[4]某轿车多连杆前后悬架优化设计与整车操纵稳定性分析[D]. 毛开楠.湖南大学 2010
本文编号：3386209
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
底盘开发流程
1绪论5用解析几何的方法对其进行运动学分析，推导悬架运动特性和方式，得出关键参数的计算公式与变化规律，为麦弗逊悬架的优化设计提供了指导依据[43]。1.2.2底盘性能主客观评价国内外研究现状底盘开发中，动力系统、转向系统、悬架系统与车身之间是存在相互影响的，仿真分析所得出来的数据具有指导意义，但与真实的驾乘体验肯定是有一定差距的，因此主观评价与客观试验也是底盘系统开发中的核心部分。图1.2人-车闭环系统Fig.1.2Humanandcarclosed-loopsystem本世纪初，吉林大学的郭孔辉院士就针对汽车操稳性提出了客观测量评价、主观评价、模拟器评价等几种评价方式。郭院士重介绍了主观评价方法，并运用层次分析法来确定各评价指标的权重。对客观试验指标进行降维处理，来改善主、客观一致性研究往往需要大量试验样本的要求[44-46]。吉林大学在车辆底盘性能主客观评价的研究中走在国内前列，宗长富、邢如飞等人对国内外现有的主观评价体系进行了研究，并针对我国汽车底盘自主研发的现状，提出了一套较全面的主观评价体系，并使用感觉评价指数和SNR信噪比法来检验评价人员的评价能力，然后应用相关分析评价体系进行了简化[47-49]。詹军等人阐述了车辆性能指标的逐层分解方法，推导出数学公式，利用车辆动力学模型分解得到相应的总成特性指标，对照不足转向度和侧倾梯度这两个整车指标进行理论和试验分析，取得了一致性的结果[50]。中国汽车工程研究院的姚实聪等人针对某车型舒适性主观评分较低的问题，利用Insight对悬架相关参数进行正交优化，有效地提高了平顺性主观评分，为实际项目提供技术依据[51]。除了各大高校和企业的研究外，随着汽车性能评价体系的不断完善和汽车市场的迫切需要，国家也提出了新的道路试验方法和
2整车动力学建模与仿真分析13图2.1转向系统模型Fig.2.1Steeringsystemmodel车身系统（Body）则是将簧上质量简化处理后，用一个球体来代替，对其质量、质心位置和转动惯量等参数进行设置。动力系统只起到控制车速的作用，可用驱动文件进行控制，所以不需要依据实际的构造对其建模，而是将电动机及传动系统的功能利用函数进行编辑模拟即可。本文中动力子系统（Powertain）和前后轮模型均通过Adams/Car数据库中的模板文件修改得到。目前整车多体动力学的仿真所建立的模型多为构件在受到外力作用下不会产生变形的刚性模型，这种建模的处理方法可以有效地简化模型，加快运算速度。因为汽车底盘系统各个部件的弹性变形对于机构的动态特性影响不大，所以在大部分情况下刚性处理是可以满足仿真要求的。但是对于横向稳定杆、麦弗逊悬架的下控制臂等来说，弹性变形会影响仿真精度。根据有限元的理论可以知道，构件的形变量是构件的模态通过线性计算叠加而来的，构件离散单元数量越多精度就会越高。所以将一些刚性体替换成为柔性体建立刚柔耦合模型，在一定程度上会提高模型的精度，提升仿真分析的质量。本文对悬架运动中易产生弹性变形的下控制臂、横向稳定杆以及副车架进行柔性化处理。目前ADAMS中柔性体建模方法大致分为三种：①利用ADAMS/Flex直接建立柔性体替换掉对应的刚性体部件。拉伸法：先定义好零部件的半径、尺寸、材料属性等后，规定一个拉伸路径和与外界的相连点，通过横截面沿着拉伸路径扫面来建立柔性体。几何外形法：将建立好的三维模型导入，定义柔性体附着点后，选定一些节点作为力作用点，并将最后选取的节点转换成标记ID，生成MNF文件。拉伸法多用来创建外形规则的部件，几何外形法则建立多面体部件。②将连杆离散成柔性梁的
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于K&C特性的麦弗逊前悬架的硬点优化[J]. 王帅帅,孙涛. 农业装备与车辆工程. 2018(05)
[2]基于ADAMS和遗传算法的悬架硬点优化对比研究[J]. 彭浩昆,潘子安. 北京汽车. 2018(02)
[3]前悬架硬点优化设计[J]. 宋年秀,张利,于明晓. 机械设计与制造. 2018(04)
[4]基于ADAMS/Car的麦弗逊前悬架性能分析与优化[J]. 江铮,尹荣栋,赵振东. 北京汽车. 2017(04)
[5]汽车悬架性能评价研究[J]. 姚实聪,万里翔,王波,宫宝利. 科学技术与工程. 2017(21)
[6]基于ADAMS/Car的整车建模与操纵稳定性仿真评价[J]. 张利,宋年秀,刘鹏,于明晓. 青岛理工大学学报. 2017(01)
[7]基于Adams/Car车身横摆响应分析及改进[J]. 殷吕,吕草,李磊. 客车技术与研究. 2016(06)
[8]基于模型的整车操纵稳定性指标逐层分解方法研究[J]. 詹军,吕起越,伍家麟,何云廷,王启配. 科学技术与工程. 2016(14)
[9]基于ADAMS的麦弗逊前悬架仿真分析[J]. 赵萍萍. 科技与创新. 2016(03)
[10]基于ADAMS/Car的空气悬架虚拟样机建模研究[J]. 陈双,钟孝伟,李刚,关亮亮. 农业装备与车辆工程. 2016(02)
博士论文
[1]乘用车操纵稳定性主观评价方法研究[D]. 邢如飞.吉林大学 2010
硕士论文
[1]汽车主观性能评价方法研究[D]. 田晓雪.长安大学 2014
[2]汽车横向稳定性控制研究[D]. 杨涛.长安大学 2011
[3]基于ADAMS的汽车操纵稳定性仿真分析及优化[D]. 彭文中.湖南大学 2010
[4]某轿车多连杆前后悬架优化设计与整车操纵稳定性分析[D]. 毛开楠.湖南大学 2010
本文编号：3386209
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