基于ADAMS的客车平顺性研究

发布时间：2017-08-21 03:32

  本文关键词：基于ADAMS的客车平顺性研究

  更多相关文章： 平顺性 系统动力学 ADAMS/Car ADAMS/Isight 大客车

【摘要】：随着科技水平的发展,人们生活水平的提高,对有关公共交通工具的乘坐方面设计的要求也越来越高,尤其与乘坐舒适性密切相关的行驶平顺性成为现在研究的热点。本文基于多体系统动力学理论而建立的大客车整车动力学模型,以ADAMS/Car模块为研究工具,分别在不同路面上进行整车平顺性仿真试验,并且对比各不同车速仿真分析的结果,以前后悬架弹簧刚度和阻尼为设计变量进行平顺性的优化分析。第一,利用多体系统动力学软件ADAMS/Car模块,建立包括前后悬架系统模型,转向系统模型,前后稳定杆模型,动力总成模型,制动系统模型,车身系统模型,轮胎模型在内的整车动力学模型。第二,根据国标GB/T 4970-2009《汽车行驶平顺性试验方法》规定,客车试验测试点为驾驶员同侧接近后轴正上方附近的座椅,本文选定测试点为大客车16号座椅表面处。第三,在不同路面、不同车速下分别进行随机路面平顺性仿真分析,得出后轴上方16号座椅表面处的三个轴向振动的加权加速度均方根值和总的加权加速度均方根值。在随机沥青路面上当车速达到70km/h时,16号座椅表面处的加权加速度均方根值会超过0.315m/s2,给人体造成一定的不舒适感觉。在随机砂石路面上车速达到50km/h时16号乘员座椅表面处的加权加速度均方根值就会超过0.315m/s2,给人体造成一定的不舒适感觉。当整车在不同车速下驶过凸块路面进行脉冲试验时,16号座椅表面处的垂向加速度峰值均未达到对人体间造成伤害的程度。因此本文优化目标主要是减小车身传递到人体的加速度。第四,利用ADAMS/Insight模块进行优化分析,以客车的前后悬架弹簧刚度和阻尼为优化设计变量。经过灵敏度分析确定设计变量对目标函数的影响程度:前悬架弹簧刚度Kf后悬架减震器阻尼Cr前悬架减震器阻尼Cf后悬架弹簧刚度Kr。根据灵敏度分析结果调整前后悬架的刚度和阻尼的匹配得出优化值,前悬弹簧刚度架刚度由150N·mm减小到120N·mm,后悬架刚度170N·mm保持不变,前悬架阻尼由11.79N·mm·s-1减小到9.44N·mm·s-1,后悬架阻尼由11.84N·mm·s-1增加到14.21N·mm·s-1。第五,试验验证。将更改后的悬架弹簧刚度和阻尼值代入模型,重新以30km/h到80km/h的车速在随机沥青和砂石路面上进行平顺性仿真,得出优化后16号座椅表面处总的加权加速度均方根值分别平均下降了16.55%和14.8%。表明优化后的客车平顺性得到一定程度的改善。总之,本文的研究工作确定了一种基于虚拟样机技术的车辆平顺性分析评价方法,通过仿真试验评价了汽车的平顺性,进而探讨了平顺性的改进方案。评价结论表明:该车在中、低速下平顺性较好,而高速下则有待改进,这与实际情况相符;对改进方案的研究结果表明对大客车的前后悬架的弹簧刚度和阻尼值进行合理的修改匹配可以较明显地改善整车平顺性。
【关键词】：平顺性 系统动力学 ADAMS/Car ADAMS/Isight 大客车
【学位授予单位】：厦门理工学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U461.4
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 本课题研究背景及意义10-11
• 1.2 车辆的平顺性研究内容与国内外现阶段发展概况11-14
• 1.3 本课题的来源及主要研究内容14-15
• 1.4 本章小结15-16
• 第二章 动力学理论及ADAMS算法原理16-24
• 2.1 多体系统动力学概述16-18
• 2.1.1 多体系统16
• 2.1.2 多体系统动力学16-17
• 2.1.3 多体动力学17-18
• 2.2 ADAMS软件概述18-23
• 2.2.1 ADAMS软件简介18-19
• 2.2.2 ADAMS软件分析和计算方法19-23
• 2.3 本章小结23-24
• 第三章 大客车整车动力学模型的建立24-42
• 3.1 ADAMS/Car建模原理和顺序24-25
• 3.2 模型数据的获取25-27
• 3.3 前空气悬架系统27-32
• 3.3.1 建立前空气悬架动力学模型27-29
• 3.3.2 设定前悬架模型中的相关参数29-30
• 3.3.3 前横向稳定杆的建立30-32
• 3.4 后空气悬架系统动力学模型的建立32-35
• 3.4.1 后空气悬架关键元件动力学模型的创建32-34
• 3.4.2 后悬架模型34-35
• 3.5 转向系统35-36
• 3.6 制动系统模型36-37
• 3.7 轮胎系统37-38
• 3.8 车身系统及动力总成系统38-39
• 3.9 整车动力学模型的装配39-40
• 3.10 本章小结40-42
• 第四章 大客车整车平顺性仿真分析42-58
• 4.1 汽车振动42-43
• 4.2 汽车行驶平顺性的评价方法43-45
• 4.3 随机路面模型的输入45-50
• 4.3.1 构建随机路面模型47-48
• 4.3.2 构造典型路面48-50
• 4.4 整车平顺性仿真分析50-57
• 4.4.1 整车平顺性测试点的确定50-51
• 4.4.2 随机路面上的平顺性仿真分析51-55
• 4.4.3 典型路面的脉冲仿真55-57
• 4.5 本章小结57-58
• 第五章 大客车结构性能参数的改进58-70
• 5.1 ADAMS/Insight模块介绍58-60
• 5.2 CAR/Insight模块关于悬架的性能参数的改进60-67
• 5.2.1 分析方法60
• 5.2.2 优化目标60-61
• 5.2.3 设计变量61
• 5.2.4 设计变量的取值范围61-62
• 5.2.5 设计规范及变量灵敏度的选择62-63
• 5.2.6 悬架参数优化63-65
• 5.2.7 仿真验证65-67
• 5.3 本章小结67-70
• 第六章 全文总结与展望70-72
• 6.1 全文总结70-71
• 6.2 展望71-72
• 参考文献72-75
• 致谢75-78
• 个人简历78

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本文编号：710606