弯坡路面的车路耦合仿真模型建立

现有的车辆与道路相互作用的研究只是考虑平直路面下路面不平整度引起的车辆动载荷分析,行驶工况对车辆动载荷的影响也很重要。针对车-路耦合作用的特点,运用ADAMS/Car动力学仿真软件,建立重型卡车的多自由度仿真模型和3D弯坡路面模型。重型卡车与弯坡路面耦合仿真模型的建立为更加精确地进行车辆-道路相互作用研究提供了可能。     

主动后轮转向汽车与转矩分配协调控制研究

为改善车辆操纵稳定性,基于线性车辆模型设计后轮转向控制器及车辆稳定控制器,提出一种主动后轮转向与转矩分配协调控制策略。搭建由驾驶员模型、七自由度车辆模型、后轮转向控制器及转矩分配等模块组成的"人-车-路"闭环控制系统,开展双移线仿真试验,并与同参数比例四轮转向车辆及前轮转向车辆仿真结果对比。结果表明:所提出的主动后轮转向与转矩分配协调控制控制效果最佳。在低附着路面表现更为明显,不仅使车身始终保持较好转向姿态,还有效改善了车辆的稳定性。     

双气室油气悬架系统车辆道路友好性分析

为了分析双气室油气悬架系统对导弹发射车道路友好性的影响,基于双气室油气悬架导弹发射车二自由度单轮振动模型,借助AMESim/Matlab Simulink联合仿真技术,搭建了联合仿真模型。选用动态载荷系数、动态载荷应力因子及95百分位综合四次幂力作为道路友好性评价指标,进行联合仿真。结果表明:轮胎动载荷功率谱密度显示车身固有频率对轮胎动载荷影响较大,而轮胎对其动载荷影响较小。相同路面,车速越高,蓄能器关键参数变化越大。路面等级越高,道路友好性优于低等级路面相应的评价指标。     

基于ADAMS/CAR的重载车辆不平路面动载荷仿真分析

用ADAMS/CAR仿真软件建立了近似实测数据的某车辆模型和路面模型,对车辆在不同路面波形幅值、路面波长、载重和车速下的行车动载荷进行了仿真分析,为分析车辆-道路耦合系统的相互作用打下了基础。     

不同路面工况下的整车振动模态能量分析

对七自由度整车振动模型进行研究,并搭建了包含随机平直路、斜坡路、连续减速带三种路面特征的多工况路面模型。利用车辆振动模态分析理论,对不同工况下的整车振动模态能量进行分析,得到三种工况下的模态能量比及模态能量比变化率。通过MATLAB/simulink仿真分析可知,各阶模态能量比及其变化率的数值在三种路面下分布在不同的数值段,若将模态能量比与模态能量比变化率相结合能够实现对不同路面工况的区分。仿真分析结果可以为汽车行驶路面特征识别研究奠定基础。     

某型车路面冲击载荷作用下瞬态动力分析

在动态环境下,为了预测人-车系统的振动响应特性及车辆乘坐舒适性,根据瞬态动力学原理和路-车-人系统间的相互作用,构建了9自由度汽车乘坐动力学模型。基于路面不平情况下的瞬态冲击载荷而引起的人-车系统不同位置的加速度响应,在ANSYS软件中进行仿真分析。仿真分析结果表明：该9自由度车型在特定的参数匹配下,在路面不平引起的瞬态冲击载荷作用时,传递到人体的加速度能快速的衰减到设计范围内,满足整车乘坐舒适性的设计要求。     

路面激励下的履带车辆负重轮动载荷研究

履带车辆负重轮动载荷的大小直接影响车辆附着性能及牵引性能.在计及履带车辆前后轮输入变时差相关性和左右轮输入相干性的基础上,建立履带车辆整车负重轮动载荷理论估算模型.基于多体动力学软件RecurDyn,建立履带车辆多体动力学模型并进行模型验证.基于履带车辆负重轮动载荷理论估算模型及履带车辆多体动力学模型,分别开展行驶速度...     

货车传动系统扭转疲劳载荷仿真

针对货车非线性悬架系统,提出了一种确定货车传动系统扭转疲劳载荷的模拟方法。建立了4自由度双轴货车振动模型,以标准路面功率谱反推算法得到路面不平度为随机输入,用MATLAB／Simulink仿真计算得到车轮上的垂直随机动载荷,并将其转化为驱动轮上的扭转载荷。计算载荷可以用来编制货车传动系统扭转疲劳试验载荷谱、估计零部件的疲劳寿命。     

基于PID控制的三级减振式主动悬架仿真研究

以设计的三级减振式主动悬架为研究对象,建立4自由度四分之一车三级减振式主动悬架动力学模型,以白噪声作为路面激励信号,建立路面模型。通过Matlab/Simulink软件建立三级减振式主动悬架的仿真模型。在C级路面下,基于PID对车身加速度进行控制,得出在有无PID控制车辆主动悬架系统的仿真对比。最后对车身加速度、悬架动行程和轮胎行程进行对比分析。结果证明,基于PID控制的三级减振式主动悬架能够更好的减小振动,使车辆的平顺性更好。     

基于模糊控制的车辆主动悬架仿真研究

以二自由度车辆主动悬架模型为研究对象,基于车辆动力学理论,建立主动悬架系统的动力学方程和路面输入模型方程,并以悬架动挠度为控制目标设计模糊控制器。在Matlab/Simulink里建立二自由度主动悬架系统模型和随机路面激励模型,结合模糊控制器进行仿真分析。结果表明,相对被动悬架而言采用以悬架动挠度为控制目标的模糊控制策略的主动悬架能有效地抑制车辆振动,提高车辆的乘坐舒适性和安全性。     

标准路面激励下的车轮动态负载分析

以基于轮毂电机驱动的四轴轮式车辆为研究对象,运用ADAMS软件搭建了包括车身、悬架、转向系和轮胎等子系统在内的整车模型。基于Sayers数字模型构建出标准随机路面,验证了该路面功率谱密度。分析了车辆行驶中轮胎力学响应和驱动系统负载特性,间接得出电机输出端负载转矩。开展了不同路面、不同车速工况仿真试验,对比分析车轮垂向位移、加速度响应和驱动电机动态负载。结果表明:所搭建路面模型符合标准功率谱密度,车辆轮胎对道路作用响应良好,路面条件和车速均对车轮动态负载有不同程度影响。     

考虑路面影响的车辆稳定性控制质心侧偏角动态边界控制

路面附着系数与车辆稳定性控制的效果紧密联系,因此有必要在考虑路面影响的情况下设计一种能够适用于多种路面的质心侧偏角控制策略。在7自由度非线性动力学模型的基础上,由车轮侧向力与路面附着的关系,分析不同路面对质心侧偏角控制的影响。根据路面附着系数的不同,通过定义极限边界和线性区域边界,设计变化的动态质心侧偏角安全边界。根据横摆角速度增益判断车辆是否处于非线性状态,并在有逼近安全边界的趋势时提前施加控制,以避免产生由车轮纵向力增加引起的侧向力减小所造成的加剧车辆侧滑的趋势。基于非线性输入的滑模控制算法设计质心侧偏角控制器。通过Matlab/Simulink仿真和实车试验验证了该控制方法能够在不同附着路面条件下的有效地保证汽车的行驶稳定性。     

基于CDTire的底盘部件疲劳耐久仿真分析

为了在车型开发前期有效排查底盘系统设计问题,基于CDTire轮胎模型,建立了虚拟路面底盘部件疲劳耐久仿真方法.根据轮胎试验数据建立高精度CDTire轮胎模型,应用3D扫描技术将试验场路面转换成数字路面,导入实际参数搭建某SUV底盘刚柔耦合模型,将三者结合进行多体动力学仿真.提取多体动力学结果中各零部件的路面载荷谱导入至...     

基于模型预测控制的人车路闭环系统建模

为研究驾驶员和车辆在极限工况下的表现,建立了人-车-路闭环系统仿真模型。首先,研究了基于模型预测控制(model predictive control,MPC)的驾驶员模型,利用非线性二自由度车辆预测模型,以使轨迹跟踪误差最小的最优方向盘转角作为驾驶员模型对控制车辆的输入;利用Car Sim车辆动力学仿真软件,对目标车辆进行了参数化建模与实车试验验证。最后,采用双移线工况对建立的人-车-路闭环系统仿真结果进行了验证分析。     

星球车车轮原地转向沉陷试验及模型研究

星球车转向沉陷量是其转向力学研究的基础,可以对星球车转向机构设计、车轮转向控制及仿真提供支持。利用星球车单轮测试台进行车轮原地转向沉陷量测试试验,分析了垂直载荷和轮刺高度等因素对沉陷量的影响。结合试验数据对传统转向沉陷量模型进行分析,发现通过改变沉陷指数可以极大的提高沉陷量的计算精度。进而对沉陷指数进行辨识和分析,并推导出两种沉陷指数的理论计算模型。基于沉陷指数模型推导了修正的沉陷量计算模型,其对于沉陷量的预测结果与试验数据相比最大相对误差约为5%,确定系数大于0.97,证明该模型可以反映车轮转向过程中由于土壤压实和流动等因素引起的动态沉陷。     

某型轿车悬架参数的多目标优化设计

为了解决某型轿车的悬架参数匹配,利用ADAMS中的路面发生器和Matlab程序生成四轮相关的B级随机路面,与标准路面谱吻合较好。在此路面的激励下,对该型轿车的七自由度ADAMS模型进行了仿真分析与评价。验证了系统动态响应的功率谱峰值频率与其固有频率的对应关系,探究了悬架参数对加权加速度均方根、悬架动行程和轮胎动载荷的影响趋势。采用统一目标函数法对车辆悬架参数进行了多目标优化,优化结果表明:轮胎动载荷不增大的同时,舒适性有所提高。     

基于主动横向稳定器的车辆稳定性研究

为了提高车辆的抗侧翻能力,设计了一种主动横向稳定器,基于MATLAB/Simulink中建立了8自由度整车动力学模型,采用PID理论进行控制,并以紧急转弯和绕桩试验两工况进行仿真分析。结果表明:主动稳定器能够大大降低车辆转向时的车身侧倾,并且能够相应地降低车轮横向载荷转移率,对提高车辆的抗侧翻能力与操稳性具有很好的效果。     

七桥混合耦连油气悬架车辆仿真与试验

将某七桥车辆的油气悬架系统混合耦连并对其原理和结构进行分析,建立了整车十七自由度动力学模型。基于整车结构和数学模型,以Simulink为主平台,搭建了整车的Simulink/AMESim联合仿真模型,仿真激励为白噪声法生成的相关性路面时域模拟信号。确定所需仿真参数后,进行整车的联合仿真和实际道路试验研究,得到了40 km/h和60 km/h车速下的对比曲线。对比结果显示,质心加速度均方根和功率谱密度峰值的仿真数据与试验数据的相对误差小于8%,仿真结果与试验结果基本吻合,说明所建立的整车模型具有较高的准确性,可以作为整车特性研究的依据。     

车辆电液主动悬架智能控制研究

建立悬架系统和电液伺服作动器数学模型,分别在正弦信号激励和随机路面激励下,设计最优控制器,在MATLAB/simulink里搭建仿真模型进行数值仿真。仿真结果表明:最优控制的电液主动悬架系统对由路面输入引起的振动能有效抑制,车身加速度、悬架动挠度和轮胎动载荷与被动悬架相比分别降低20%~55%、25%~44%、0%~54%,车辆行驶平顺性和操纵稳定性得到很大改善,验证了控制器的性能。     

实测车轮六分力激励的车架疲劳寿命分析

车架疲劳寿命分析多以实测振动信号为动力学模型的输入激励。由于振动信号不能全面地反映出路面对整车的多维激励作用,导致基于动力学模型仿真预测的车架疲劳寿命精度和可信性偏低。而车轮六分力传感器可同时采集路面作用于轮心的多维力,复现路面-轮胎-整车的复杂耦合关系。为分析两种激励方法对疲劳寿命预测结果的影响,建立某自卸车整车刚柔耦合动力学模型,作为车架边界载荷的提取载体。然后基于车架有限元模型,通过惯性释放法获取应力分布,对比分析车轮六分力和轮心振动激励下车架的疲劳寿命情况。结果表明,采用轮心六分力载荷加载的半分析方法,可以更为准确地提取车架边界载荷,提高车架疲劳寿命预测的精度和可信性,为商用车辆结构更为准确的疲劳寿命预测提供借鉴。