基于ADAMS电驱动铰接车行驶稳定性建模分析

针对电驱动铰接车行驶中出现的"蛇形"失稳等现象,对影响车辆行驶稳定性的因素进行分析。根据铰接车的结构特点,将其简化为三自由度的动力学模型,基于简化的单轨模型,利用拉格朗日方程建立铰接车单轨动力学数学模型。应用ADAMS建立铰接车整车多体动力学仿真模型,正确选择轮胎类型和路面模型,进行整车动力学仿真。获得整车的行驶速度、前后车节质心横摆角速度、铰接角等随时间变化曲线。重点分析不同的质心位置、转向参数、质量、轮胎侧偏刚度、悬架刚度和阻尼等参数对铰接车行驶稳定性的影响。仿真结果表明:质心位置靠近铰接点,增大转向刚度和阻尼,减小轮胎侧偏刚度,增大悬架刚度和阻尼,适当增加后车体质量,有利于提升电驱动铰接车的行驶稳定性。     

基于ADAMS／Car的纯电动高空作业车操纵稳定性仿真研究

应用ADAMS／Car建立了某款在货车底盘上加装升降平台的纯电动高空作业车仿真模型,结合由Pro／E软件解算出的质量属性,对加装升降平台前后整车操纵稳定性进行了对比仿真研究。通过设置质心在水平方向和竖直方向的不同位置分别仿真,得出了在不改动货车底盘的前提下改善操纵稳定性的方法。     

纯电动高空作业车稳定性校核与仿真分析

运用Pro／E建立新型纯电动高空作业车的三维实体模型并解算其质心位置。对该车进行斜坡作业稳定性校核及风载荷作业稳定性校核,得出其静态稳定性符合国家标准,满足多点面作业的技术和安全要求。运用ADAMS软件建立该车的仿真模型,通过对比仿真试验,得出安装升降平台使该车操纵稳定性下降的结论,仿真结果有助于操纵稳定性改进方案的提出。     

车辆操纵稳定性评价方法及其在车辆基本结构参数设计中的应用

介绍了车辆操纵稳定性的客观评价方法,讨论了显著影响汽车操纵稳定性的结构参数。这些基本参数包括整车质量、质心位置、前后轮侧偏刚度、后轴侧倾转向系数以及转向系刚度和传动比等。同时介绍了通过仿真分析,在ADAMS等多体仿真环境下根据汽车稳定性来优化基本结构参数,从而提高汽车的操纵稳定性。     

悬架K ＆ C特性参数对整车操纵稳定性的影响分析

基于多体动力学理论建立了某车型动力学仿真模型,改变前悬架K＆C特性参数--车轮外倾角、前束角和侧倾角刚度,仿真分析了稳态回转试验和转向盘角阶跃输入下的不足转向度、横摆角速度响应以及侧倾角响应的变化特性,总结了悬架K＆C特性参数对整车操纵稳定性的影响分析。所做研究对整车操纵稳定性性能的正向开发有一定的指导意义。     

五连杆非独立后悬架K&C特性仿真研究

利用多体动力学仿真试验技术,发现某SUV后悬架横向刚度偏低容易产生过度转向趋势的问题。针对该后悬架各硬点改变进行运动学仿真研究,将下拉杆前点降低30mm、上拉杆外移130mm及上拉杆后点提高30mm,可以弥补原车过度转向的问题,仿真结果提高了整车的操纵稳定性。通过对原车和改进后车辆进行操纵稳定性主观评价,结果是改进后车辆操纵稳定性得到很大改进,与仿真结果趋势一致,也验证了模型的正确性。该方法可以为新车悬架性能调校提供理论基础。     

考虑车身侧倾的四轴车辆操纵稳定性模型研究

为掌握四轴车辆操纵稳定性的基本特性,基于动量定理和动量矩定理,建立了三自由度操纵稳定性模型,该模型考虑了车身侧倾对车辆操纵稳定性的影响,较二自由度模型能够更真实地反映实际的四轴车辆运动情况。通过对所建立的四轴车辆操纵稳定性模型进行前轮转角阶跃输入响应进行仿真,分析了质心高度、质心前后位置、悬架等效侧倾角刚度、车身质量等车辆参数的变化对车辆操纵稳定性的影响,为车辆优化设计提供理论基础。     

匹配机械弹性车轮的电子稳定控制器参数分析

为了提高匹配机械弹性车轮(MEW)的某越野车操纵稳定性,考虑MEW与传统子午线轮胎侧偏特性存在的不确定性摄动,基于Lyapunov稳定性理论为电子稳定控制(ESC)程序设计了鲁棒反馈控制器;引入轮胎侧偏刚度不确定性的范数有界模型,运用Schur补引理和线性矩阵不等式(LMI)求解反馈矩阵。设定不同的车速和路面附着系数,通过搭建CarSim/Simulink联合仿真平台对控制器展开鱼钩试验,仿真结果表明,匹配MEW的ESC控制器能够保证车辆行驶的稳定性,横摆角速度与质心侧偏角跟踪误差分别稳定在0.03~0.3 rad/s与0.06~0.1 rad之内,并且设计的控制算法对MEW在05倍普通充气车轮侧偏刚度变化范围内具有很好的鲁棒性,从而为匹配MEW的整车主动安全控制提供了理论参考。     

同侧耦连油气悬架车辆平顺性分析

针对同侧耦连油气悬架对多轴车辆行驶平顺性的影响,建立同侧耦连油气悬架液压系统模型和整车与油气悬架耦合动力学模型。开展油气悬架台架试验,验证了油气悬架模型的正确性。安装同侧耦连油气悬架和独立悬架车辆在随机路面输入下进行了行驶平顺性仿真分析,并对同侧耦连油气悬架车辆平顺性进行参数化分析。结果表明,随机路面输入下,同侧耦连油气悬架各油缸刚度特性一致,因此车身俯仰角较独立悬架较小,且能够平衡各轴轮胎动载荷;随着车速的增加,车身质心加权加速度和轮胎动载荷均呈增加趋势,但车身质心加权加速度在车速为50~60 km/h过程中稍有下降,在车速为60~80 km/h过程中基本保持不变;蓄能器静平衡初始体积减小,刚度增大,车身质心加权加速度随蓄能器静平衡初始体积减小呈增大趋势,但在车速为60~80 km/h过程中不同初始体积对加速度影响不同,蓄能器静平衡初始体积变化对轮胎动载荷影响不明显。     

ECAS系统控制模式及控制策略

为了提高汽车平顺性和操纵稳定性,引入ECAS/ESAC系统,将决策控制做为空气悬架系统的控制策略,再根据对悬架偏频大小的要求和空气弹簧刚度特性,逆推出空气弹簧高度的结果调节范围,根据车速确定高度的控制策略,通过遗传算法的优化实现弹簧刚度与减振器阻尼的匹配,根据匹配结果最终确定阻尼的控制模式和控制策略。分别利用非线性系统半车动力学模型和蛇形试验仿真在此系统下的汽车平顺性和操纵稳定性。仿真结果及试验表明：在随机路面条件下,由于控制策略的实施,空气悬架系统的平顺性和操纵稳定性均有所提高。     

基于在环试验自卸车悬架系统操纵稳定性分析

不同形式悬架对整车操纵稳定性具有重要影响,针对前后桥不同形式悬架对操纵稳定性影响进行对比分析。基于悬架系统、轮胎等总成特性,在Truck Sim中搭建14自由度整车动力学模型,进行操纵稳定性开环试验仿真分析,分别进行方向盘角阶跃仿真、方向盘角脉冲仿真和稳态回转仿真试验;基于整车模型、驾驶员操作系统等搭建驾驶员在环仿真试验平台,进行闭环操纵稳定性试验仿真分析,选择双移线工况进行仿真分析;分别配备4种形式前悬架和2种形式后悬架组合的8个车型进行对比分析;利用虑道路跟踪好坏及驾驶员负担是否沉重对各车型进行对比评价分析。结果可知:配备复合连杆式前悬架的车型在操纵稳定性各方面指标都较好,双叉臂式悬架也具有同样的优越性,但是在稳态回转时侧倾角较大;配备单纵臂式悬架和烛式悬架的车型在操纵稳定性方面则表现的较差,不过单纵臂式悬架在自卸车稳态回转试验中表现出对侧倾角的控制作用。     

装有液压互联悬架的某型SUV车辆动力学分析及路试验证

提出一种新型油气互联悬架,用于替代传统车辆所使用的稳定杆,在基本不影响车辆其他性能的前提下有助于提高抗侧翻性能。为研究该悬架对某型SUV车辆操纵稳定性的影响,搭建了基于CarSim/Simulink/AMESim的联合仿真平台,建立了液压互联悬架的整车机液耦合的多体动力学模型。仿真结果表明,装有液压互联悬架的整车在操纵稳定性评价中得分较高。为了验证该仿真平台的正确性和进一步研究该油气互联悬架对车辆性能的影响,基于某型SUV车辆开发了整套油气互联悬架样车,并进行了路试。实验结果与仿真结果吻合较好,从而验证了仿真平台的正确性,为后续该类悬架的设计和优化提供一种新的计算机仿真方法。实验和仿真结果表明,在不影响车辆舒适性的前提下,液压互联悬架能提供较大的侧倾刚度,增强高速转弯时车辆的安全性,提高车辆的操纵稳定性。     

基于加速度变化率的轮胎等效侧偏刚度估计方法

等效侧偏刚度精确地反映了轮胎的侧偏特性,是汽车操纵稳定性研究中的重要参数。为此提出了基于加速度变化率的汽车轮胎等效侧偏刚度估计方法。采用三自由度汽车动力学模型,把前后轮侧向力的时间变化率表示为加速度变化率的函数。利用轮胎力学特性理论推导出瞬时等效侧偏刚度的估计公式,在汽车纵向加速度为稳态的条件下,利用轮胎侧向力的时间变化率和轮胎侧偏角的时间变化率来估算轮胎瞬时等效侧偏刚度。通过ADAMS软件的整车常半径转向虚拟试验对估计方法进行了验证。虚拟试验结果表明提出的方法具有较好的估计精度。     

结构参数对铰接式自卸车行驶稳定性影响分析

铰接式自卸车引入了附加的自由度导致其横向稳定性差,转向时车身容易产生外倾现象。基于铰接式自卸车车身结构特征,搭建基于不同坐标系的车辆转向工况动力学方程,在此基础上参考车辆的侧倾自由度搭建整车模型。根据时不变输入的稳定性要求,对车辆应满足的稳定性条件进行分析。通过计算稳定性因数,研究自卸车空载和满载工况下都具有不足转向特性。通过整车结构参数的变化观察稳定性因数的变化,考察了整车结构参数、当量扭转弹簧刚度、轴距和质心位置变化、轮胎侧偏刚度对整车行驶稳定性的影响。分析结果可知:轮胎刚度、轴距和质心位置变化对铰接车行驶稳定性影响较大;同时可知刚性车的行驶稳定性问题是铰接车行驶稳定性问题的特殊情况;为整车设计提供理论依据。     

基于质心侧偏角估计的车辆侧向稳定性T-S模糊H_∞控制

设计了新的车辆质心侧偏角观测器,对于采用非线性轮胎模型的车辆模型设计了基于观测器的稳定性控制器。将T-S模糊建模技术应用于非线性Dugoff轮胎模型的车辆侧向动力学,T-S模糊模型中以横摆角速度误差作为模糊前件变量用来近似地反映非线性状态的程度并用来判断车辆是否处于线性或非线性区域。考虑轮胎侧偏刚度的不确定性,设计了基于鲁棒横摆力矩控制器的非线性观测器,以提高车辆操纵稳定性并将观测器和基于观测器的控制器设计问题转化为线性矩阵不等式(Linear Matrix Inequalities,LMIs)约束问题。基于Car Sim/Simulink数值仿真以验证设计方法的有效性,仿真结果表明,对于双移线(Double Lane Change,DLC)和J-turn工况所设计的控制器比Car Sim/ESC更能有效地控制车辆质心侧偏角,提高了车辆操纵稳定性,所得结果为T-S模糊H∞控制在车辆工程中的实际应用提供了参考。     

轮胎胎体轮廓设计对侧偏刚度的影响研究

以某205/55R16型轿车子午线轮胎为研究对象,利用ABAQUS建立计及复杂花纹的轮胎稳态侧偏滚动3D有限元分析模型,并通过侧偏特性转鼓试验验证仿真模型的可靠性。为研究胎体轮廓设计对轮胎侧偏刚度的影响,以胎体弦平衡轮廓理论为基础,提出带束层压力分担率简化为梯形的修正胎体弦平衡轮廓理论,编制轮廓计算程序。结合仿真模型,从接地特性和侧偏刚度的角度与现行设计轮胎作对比分析;进而设计出不同带束层压力分担率的胎体轮廓,仿真研究不同带束层压力分担率下胎体轮廓设计对轮胎侧偏刚度的影响。结果表明,应用胎体弦平衡轮廓修正理论设计的轮胎接地面积略有增大,接地压力偏度值下降;接地特性的改善使轮胎的侧偏刚度得到提升,有利于轮胎的操纵性能;不同带束层压力分担率的胎体轮廓对轮胎的侧偏刚度具有一定的影响。     

QREV电动轿车的操纵稳定性建模与仿真

运用多体系统动力学知识,以多体系统动力学仿真软件ADAMS为技术平台,建立QREV电动轿车的功能虚拟样机.该样机由前悬架、后悬架、转向系及轮胎四个子系统组成.在此基础上,通过稳态响应和瞬态响应的仿真试验来考察该车的操纵稳定性.仿真结果表明该车具有较好的操纵稳定性.利用虚拟样机技术研究汽车动力性,可以减少实车试验次数,缩短研制周期,有效降低成本,为汽车设计制造提供了一种有效方法.     

组合式半挂车液压悬架线性二次型最优控制器的设计及仿真

研究通过建立随机路面输入模型和组合式半挂车三轴的液压悬架动力学模型,运用最优控制原理研究设计出液压悬架的线性二次型最优控制器.在Matlab/simulink仿真环境中构建液压主动悬架的仿真模型.结果表明:在白噪声激励下,配有线性二次型最优控制器的液压悬架与被动悬架相比,在侧倾角加速度,轮胎动载荷变化和悬架动行程方面都有不同程度的优化,保证了半挂车载货平台的水平度和高度变化幅度,提高了组合式半挂车行驶的安全性和操纵的稳定性.     

基于多体动力学车辆操纵稳定性影响因素分析

操纵稳定性是自卸车安全高效运输的重要保证,影响其的因素较多,正确建立分析模型是研究影响因素的重要前提。结合自卸车所采用的油气悬架系统的结构和性能特征,基于多刚体动力学法,建立4自由度某自卸车的动力学模型和数学模型。在时不变输入状态下,采用稳定性理论分析,判断整车系统具有稳定性的条件。基于所搭建的整车多体动力学模型,整车在满载与空载时,对车辆簧载质量质心位置、轴距、悬架系统参数等主要结构参数变化时,各状态参数的响应进行分析,获得主要参数变化对整车操纵稳定性的影响。由分析结果可知:当簧载质量质心越靠近前轴时越有利于提高操纵稳定性;侧倾轴线与簧载质量质心的高度对质心侧向速度与横摆角速度影响较小;悬架的刚度对整车质心处的侧向速度和横摆角速度的影响较小;相同条件下,应该选择轴距较长的设计;车辆前悬架刚度取值越小,而后悬架取值越大,则车辆稳态转向时,簧载质量的侧倾角越小;簧载质量质心越靠前越有利于提高车辆的操纵稳定性;所采用的研究方法和获得的研究结果为此类设计提供参考。     

基于ADAMS/Car的双叉臂独立悬架优化设计

利用ADAMS建立了某国产跑车的双叉臂独立悬架的虚拟样机模型.在ADAMS/CAR中针对该跑车悬架系统进行仿真,研究悬架参数对操纵稳定性的影响并分析在路试过程中出现的操纵稳定性较差、轮胎磨损严重等问题的原因.通过优化分析提出了悬架参数的改进意见.