基于台架试验和虚拟样机的汽车转向性能分析

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1、分类号：U27密级：公开UDC：621编号：201331206005河北工业大学硕士学位论文基于台架试验和虚拟样机的汽车转向性能分析论文作者：张雨学生类别：全日制工程硕士专业学位类别：领域名称：车辆工程指导教师：卞学良职称：教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofVehicleEngineeringAnalysisofVehicleSteeringPerformanceBasedonBenchTestandVirtualPrototypeTechnolo

2、gybyZhangYuSupervisor:Prof.BianXueliangMay2016原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下规定：学校有权采用影印、缩印、扫

3、描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：日期：导师签名：日期：摘要转向性能作为汽车主客观评价的重要组成部分，越来越受到汽车研发人员的重视。汽车转向性能直接影响的是整车的操纵稳定性，而整车操纵稳定性的好坏决定了其行驶安全性的高低。本文以某紧凑型SUV为原型，基于台架试验和虚拟样机对转向系统及整车模型进行了研究，对汽车转向性能进行了分析。阐述了电

4、动助力转向系统的主要组成及工作原理，并分别建立了转向管柱、齿轮齿条转向器和转向助力系统的动力学模型，对样车所配备的电动助力转向系统进行性能试验。通过对试验结果的分析处理，获得建模所需的必要参数，建立基于Adams的虚拟样机模型，并对有无助力作用时的转向系统刚度、摩擦特性以及助力特性进行了虚拟样机仿真验证，证明了所建立的电动助力转向系统模型与样机模型的一致性。根据转向系统助力特性试验结果，利用MATLAB/Simulink软件通过添加外部系统库的方法建立了“黑箱”式转向助力系统。根据已有的样车整车数据，建立了整车虚拟样机Adams仿真模型，并以悬架K&C试验

5、对所建的悬架模型进行了验证；以整车道路客观试验对所建的虚拟样机整车模型进行了验证分析，结果表明所建立的整车模型能准确反映实车转向的稳态和动态过程以及转向过程中的力学特性。在已有整车模型的基础上，以转向盘中间位置转向性能试验和转向盘角阶跃试验研究了转向系统传动比、转向管柱刚度、转向系统摩擦以及整车质心位置对汽车转向性能的影响。本文的研究方法为今后汽车转向性能评价、验证和优化提供了更为有效和准确的建模思路，具有一定的工程实际意义。关键字：转向系统，转向性能，刚度，摩擦，助力特性IAbstractSteeringperformance,asanimportant

6、partoftheautomobilesubjectiveandobjectiveevaluation,hasbeenpaidmoreandmoreattentionbytheautomobileresearchers.Automobilesteeringperformancedirectlyaffectsthevehiclehandlingandstability,andthevehiclehandlingstabilitydeterminesthelevelofitsdrivingsafety.Inthispaper,acompactSUVisstud

7、ied,thesteeringsystemandthevehiclemodelarestudiedbasedonvirtualprototypeandbenchtest,andthesteeringperformanceisanalyzed.Themaincompositionandworkingprincipleoftheelectricpowersteeringsystemarestudied,andthedynamicmodelofthesteeringcolumn,therackandpinionsteeringgearandthepowerste

8、eringsystemareestablished.Accordi