侧风环境下的乘用车操纵稳定性研究

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1、—————————————————————侧风环境下的乘用车操纵稳定性研究—————————————————————ResearchonHandingandStabilityofPassengerCarunderCross-wind作者姓名：吕佳琪专业名称：固体力学指导教师：姚国凤教授学位类别：工学硕士答辩日期：2015年5月31日摘要侧风环境下的乘用车操纵稳定性研究高行驶速度是各大汽车企业及研究机构追求的一大目标，也是衡量一辆汽车动力性能好坏的重要指标。而现实的行驶环境复杂多变，可能给汽车的行驶

2、造成不容忽视的影响。强劲侧风导致车体失衡造成事故的案例屡有发生，在车速逐渐提高的今天，如何在保证高速行驶的条件下使车体更加稳定成为重要的研究课题。本文以侧风环境下乘用车的操纵稳定性为研究对象，应用虚拟样机技术完成对整车模型的仿真。利用虚拟样机平台即可实现对产品性能的预估，对出现的问题提前做出调整，以提高产品性能。与以往的实车风洞试验方法相比，该方法具有研究周期短、工作效率高、成本节约、试验环境安全可靠等优点。文中列举了作用于汽车的气动力，并对侧向风产生的原因作出简要介绍。针对侧风环境中，对汽车操纵

3、稳定性影响较大的气动侧向力和横摆力矩着重研究。以Adams/Car为平台，建立具有二自由度的多体动力学整车模型，包括前、后悬架系统，转向系统、轮胎等子系统。为其设定平整路面直行、前轮角阶跃输入下行驶、不平整路面直行等不同的工况进行仿真试验。通过修改风压中心的位置、行驶速度、作用阵风类型等条件、观察以上参数变化下，整车的操纵稳定性特点。主要选取汽车的侧向加速度、侧向位移及横摆角速度等指标作为研究对象。通过对比试验结果，总结了各参数对汽车操纵稳定性的影响。利用Adams/Insight模块，选取模型中

4、一些重要部件的硬点及性能参数为设计变量进行DOE试验，试验结果将各点对整车操纵稳定性的影响按从大到小的顺序排列。通过分析试验结果，归纳得到其中影响值较大的几个参数，可作为后期工作中整车优化设计的依据。最后，在总结前人及本文研究工作的基础上，提出了可提高汽车在侧风环境中操纵稳定性的几种途径，为汽车的设计优化提供了有意义的参考。关键词：Adams，虚拟样机，侧风环境，操纵稳定性，DOEIAbstractResearchonHandingandStabilityofPassengerCarunderCr

5、oss-windHightravelspeedisamajorgoalforthebigautomobileenterprisesandresearchinstitutionstopursue,andalsoanimportantindicatortomeasureonecar’sdynamicperformance.Whilethecomplexdrivingenvironmentmaycausesomeimpactsthatshouldnotbeignored.Strongcross-wind

6、leadstothevehicle’simbalanceandaccidentscausedbythishappenfrequently.Intoday’sspeedincreasing,howtomakethebodyintermsofensuringamorestableathighspeedhasbecomeanimportantresearchtopic.Inthispaper,settingthehandingandstabilityofpassengercarsundercross-w

7、indastheresearchobject,applyingtheVPTtocompletethesimulationofthevehiclemodel.VPTcanbeappliedtoestimatingtheperformanceofproducts,findingtheproblemsandmakingadjustmentsasearlyaspossible.Comparedwiththepreviousmethodssuchaswindtunnelexperiment,VPThassh

8、orterresearchperiod,higherefficiency,lesscostandsaferoperatingenvironment.Thepaperenumeratestheaerodynamicforcesactedonvehicles,andintroducesthereasonlateralwindgeneratedinbrief.Aerodynamicsideforceandyawingmomentarethemajorobjectstoresearch,w