基于ADAMS的汽车平顺性建模与仿真分析

以某SUV汽车为研究对象,运用机械系统多体动力学仿真软件ADAMS/Car建立了包括前后悬架、轮胎、车身和转向系等子系统在内的整车仿真模型;根据谐波叠加法建立B、C级随机输入路面,按照国家标准建立三角形凸块脉冲输入路面,并分别进行汽车平顺性仿真.通过计算随机输入下汽车总加权加速度均方根值和脉冲输入下车身最大垂向加速度,对汽车平顺性进行评价,研究了悬架弹簧刚度对汽车平顺性的影响.结果表明:B、C级随机输入路面下该车具有较好的平顺性,脉冲输入路面下对乘员的健康不会产生危害;降低悬架弹簧刚度可以改善汽车的行驶平顺性.     

车辆纵向振动初步研究

建立了纵振动力学模型，阐述了纵振路面谱的表达形式及应用方法。用总加权值法评价车辆纵振平顺性，用全概率法评价纵剪力对路面的疲劳断裂损伤，仿真研究了悬架参数变化对车辆平顺性与路面损伤的影响。悬架刚度增大，平顺性和路面损伤恶化；悬架阻尼增大，平顺性和路面损伤优化。随悬架参数变化，平顺性和路面损伤之间的相关系数大于0．92。     

基于Matlab最优控制主动悬架 对汽车侧翻稳定性仿真分析

汽车侧翻是常见的交通事故之一,车身侧倾角在很大程度上影响着汽车的操纵稳定性和乘坐舒适性。通过借助Matlab/Simulink建立四自由度的1/2汽车主、被动悬架模型,分析汽车在不同转弯半径、不同行驶路面以及紧急突发急转弯情况下侧倾角加速度、侧倾角、车身垂向加速度以及侧翻因子。结果表明:在车辆正常转弯时,主动悬架可以很好地降低车辆的侧倾角加速度、侧倾角和车身垂向加速度,且路面对侧翻因子影响较大;在遇紧急情况急转弯时,主动悬架不仅可以大大降低车辆的侧倾角加速度、侧倾角和车身垂向加速度,还可以大幅度降低侧翻因子,有主动悬架的车辆侧翻因子均方根值比被动悬架车辆下降39.04%,很大程度上改善汽车的操纵稳定性、乘坐舒适性及侧翻稳定性。     

双激励下轮毂电机悬置构型对电动车平顺性的影响

为解决轮毂电机引入电动汽车使车辆垂向负效应加剧的问题,研究路面激励和电机垂向激励耦合下轮毂电机悬置构型对车辆垂向性能的影响. 综合分析国内外电动汽车构型影响规律,比较两种分别以电机定子和电机整体悬置作为动态吸振器车辆构型的平顺性,搭建双重激励计算模型选择优选方案,以车辆平顺性指标均方根值最小为优化目标,应用NSGA-Ⅱ算法对优选方案中动态吸振器的橡胶衬套刚度和阻尼进行优化设计,得到满足要求的构型和匹配参数,并对优化后的车辆构型进行仿真验证. 研究结果表明:两种悬置方案都缓和了由于轮毂电机引入带来的负面效应,而对择优选出的电机整体悬置方案优化后可使车身加速度降低38.53%,轮胎动载荷下降7.94%. 仿真结果证明,针对路面和电机双重激励提出的优化构型及参数,改善了轮毂电机驱动电动汽车的垂向负效应,提高了车辆平顺性和安全性.     

整车刚柔耦合建模及随机激励下的平顺性分析

基于多体动力学理论、有限元及模态综合法,建立了某轿车的整车刚柔耦合动力学模型,其中包括前悬架、转向系等刚体子系统及后悬架柔体子系统.建立B级随机路面模型,采用该数字化试验道路对整车的平顺性进行仿真计算,得到不同车速下的车身质心处垂向加速度以及驾驶员座椅坐垫上方、座椅靠背以及脚支撑面处的加权加速度均方根值.结果表明,所建的刚柔耦合整车模型正确,该轿车的平顺性良好.     

兼顾平顺性和路面损伤的货车悬架特性优化

为探讨双桥货车动力学特性兼顾平顺性和路面损伤的优化方法,建立了车辆动力学模型,用总加权值法求解车体加速度均方根以评价车辆平顺性,用全概率法评价车辆对路面的损伤,构造了包括目标泛函、设计变量和约束条件的悬架参数优化设计模型。对FAW110货车前后悬架阻尼和刚度优化后,路面损伤和平顺性分别改善6．2％和29％。     

基于十自由度车辆模型的汽车平顺性分析

通过建立十自由度车辆动力学模型,对汽车平顺性进行分析.运用振动理论分析了车辆的传递函数和振动特性,并通过讨论选择了车身质心加速度、悬架动挠度、车轮相对动载荷、车身俯仰角加速度等参量作为平顺性评价标准.通过Matlab/Simulink对车辆振动特性进行仿真,讨论了轮胎刚度和动力总成悬置刚度对平顺性的影响.结果表明,两者的增加均导致汽车平顺性变差.通过仿真实例可见,该动力学模型可利用设计初期的车辆参数对汽车平顺性进行预测和评估,从而减少样车开发成本.     

汽车刚柔耦合建模及平顺性分析

汽车行驶过程中因路面不平引起的振动冲击,会使一些受力较大的部件产生弹性变形。本文依据某型汽车参数,结合有限元软件ANSYS和ADAMS,分别创建了该车刚体模型和刚柔耦合模型。通过B级随机路面平顺性仿真实验,对两模型的质心加速度、悬架动行程和轮胎动载荷进行了比较分析,浅析了部件弹性变形对汽车平顺性的影响,并对该车的平顺性进行了初步分析。     

悬架参数对行驶平顺性和道路友好性的影响

为探讨悬架系统对乘员舒适性及车辆造成道路破坏程度的影响规律,建立了能反映四轮随机输入下车辆振动状况的十自由度三维空间模型,根据行驶平顺性和道路友好性各自评价指标进行了数值仿真,分析了悬架刚度、阻尼值对平顺性和道路友好性的影响,并在现有悬架参数基础上提出了改善二者的合理性建议：应稍减小后悬架刚度,减小前悬架阻尼至最佳阻尼值,适当增加后悬架阻尼值。     

基于虚拟样车的整车平顺性分析

针对某城市越野车型,根据其设计参数,利用Adams/car建立了整车多体动力学模型。依据路面不平度位移功率谱密度与Sayers经验模型的转换,由路面轮廓发生器产生仿真所需的随机路面。参照汽车平顺性试验方法,进行了随机路面输入下的平顺性仿真试验。用座椅面处3个方向(垂向、纵向、横向)总加权加速度均方根值对平顺性进行评价。比较了各轴向振动加权加速度均方根值在不同车速下对总加权加速度均方根值的贡献量,发现在常用车速段汽车的纵向振动贡献量比较大,分析其原因并提出了改进方案,为实际车辆的平顺性及其他设计分析提供依据。     

Development of a Composite Suspension with a Coil and Hydro-Pneumatic Spring

A new composite suspension is developed, where a coil spring and a hydro-pneumatic spring are used in order to improve the poor reliability of off-road vehicle with pure hydro-pneumatic suspension. According to road conditions, the two springs play different roles. The method for matching the composite suspension stiffness and distributing the load is proposed. The working pressure of hydro-pneumatic spring as well as the load and stiffness characteristics of composite suspension is compared with a pure hydro-pneumatic suspension. In addition, the ISO weighted vehicle body acceleration, suspension travel and relative dynamic load of the wheels between two kinds of suspension are analyzed with a quarter vehicle mode. The simulation result shows that the developed composite suspension is more suitable for off-road vehicle than the one hydro-pneumatic suspension, because the composite suspension can reduce the working pressure, improve the reliability and keep a similar ride comfort with hydro-pneumatic suspension.     

基于油气悬挂系统的1/4车数学模型与仿真研究

建立了汽车油气悬挂系统非线性数学模型和1／4车数学模型，应用Matlab软件编制了计算机仿真程序，利用仿真程序得到了悬挂系统受力，悬挂质量、非悬挂质量和座椅的振动加速度，车轮动载、悬挂动行程等参数，为对汽车机平顺性、行驶安全性进行评价奠定了基础。     

基于ADAMS的汽车平顺性建模仿真及优化

针对某型轿车,在Adams/Car中建立整车仿真模型,并进行平顺性仿真,对整车底盘垂直方向的加速度和功率谱进行了分析。通过Adams/Insight进行整车的优化设计,对整车的前后悬架的参数进行了优化分析,使得整车平顺性得到提高,从而验证了该方法在汽车行驶平顺性优化中的可行性。     

基于对角递归神经网络的汽车主动悬架控制

为了提高电动汽车行驶平顺性及操纵稳定性,针对电动汽车悬架进行振动分析,建立了七自由度汽车电动主动悬架模型,设计四轮全驱电动汽车电动主动悬架结构及其控制系统.重点针对电动汽车主动悬架特点设计对角递归神经网络(DRNN)控制器,选取车身垂向加速度、悬架动行程和轮胎动行程作为神经网络控制器输入,采用梯度下降法对神经网络权值进行在线调整.仿真结果表明,具有DRNN控制器的电动主动悬架控制效果较PID控制主动悬架和被动悬架有显著提高,有效改善了汽车行驶平顺性及操纵稳定性,也说明所设计的控制策略在电动汽车电动主动悬架控制方面的有效性.     

用虚拟样机方法分析悬架衬套弹性对整车转向特性的影响

对汽车悬架衬套弹性变形影响整车转向特性的机理给出了直观的数学解释。为改善某轻型客车存在不足转向量过大的问题,采用虚拟样机方法并结合实车试验验证,实现了传统方法难以做到的衬套弹性影响悬架和整车多体动力学特性的模拟计算与分析。提出并分析了用调整前、后悬架不同处衬套刚度特性来改善原车的不同方案。结果表明,加大前悬架上、下A臂前侧橡胶衬套刚度对减小原车的不足转向量有利,但悬架刚度增大较多,影响平顺性;适度减小后悬架托臂衬套刚度,对悬架刚度影响不大,可不同程度地减小原车的不足转向量,改善其转向特性。     

磁流变减振器的整车平顺性试验研究

磁流变减振器利用磁流变液体黏度的连续可控特性实现了减振器阻尼力连续可调,从而可以实现汽车半主动悬架的实时控制,基于此制作了一款磁流变减振器,按照汽车平顺性试验标准,对整车做了平顺性试验,试验结果表明汽车上各测点的振动加速度幅值明显下降,有效提高了汽车的平顺性。     

飞机牵引车主动悬架的最优控制

针对飞机牵引车主动油气悬架的控制问题,提出了一种以悬架和车身之间作用的合力为研究对象的设计方案,解决了因油气弹簧刚度和阻尼的非线性给控制系统带来的问题.以提高飞机牵引车的乘坐舒适性和操纵稳定性为控制目标,采用最优控制理论,根据车身加速度、悬架动行程和轮胎变形量三个指标的容限,给出权重系数矩阵,进而求得反馈控制矩阵.仿真...     

Designing and characteristics analysis of electric suspensions with symmetrically arranged two slider-rods

An innovative design of electric suspensions was developed in this study to help realize slow active suspension easily and quickly. This design was driven by screw through double slider-rod arranged symmetrically as a substitute for two springs. Based on a mathematical modeling, suspension parameters were introduced for a certain type of wheeled vehicles. The functions and its mechanism in regulating terrain clearance and adjusting attitudes were subsequently explained respectively, together with its semi-active control mechanism and characteristics In conclusion, our data in the study show that the new mechanical design of suspensions not only could realize adjusting terrain clearance and static vehicle pose, but also had an ideal stiffness that could realize a semi-active suspension function through adjusting suspension''s stiffness. Therefore it can bequite suitable for off-road wheeled vehicles and military wheeled vehicles.     

汽车动力学分析及悬架子系统优化设计

为提高汽车的行驶平顺性及操纵稳定性,在进行整车动力学分析的基础上建立汽车悬架系统多目标优化模型,并提出一种基于改进遗传算法的悬架参数多目标优化方法.该方法改进了传统遗传算法中的种群个体选择机制,锦标赛选择过程由外部非支配集和原种群同时参与,可使多次迭代所得父代种群与子代种群中的最优个体均有机会被选取,保证了新种群的多样性.以某轻型客车为研究对象,选取车身侧倾角、横摆角速度及振动加速度作为优化指标,对悬架系统的弹簧刚度、减振器阻尼系数及稳定杆扭转刚度进行多目标优化.实车实验结果表明:与悬架优化前相比,汽车行驶过程中的车身侧倾角、横摆角速度及质心振动加速度分别下降了12.3%、6.4%和9.8%.所提出的基于改进遗传算法多目标优化策略可合理匹配悬架系统各参数,改善汽车的行驶平顺性及操纵稳定性.