Pro／E、ADAMS软件在汽车操纵稳定性中的应用

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1、维普资讯http://www.cqvip.com2005年11月重庆大学学报(自然科学版)NOV．2005第28卷第11期JournalofChongqingUniversity(NaturolScienceEdition)Vo1．28No．1l文章编号：1000—582X(2005)l1—0020一．04PRO／E、ADAMS软件在汽车操纵稳定性中的应用冉振亚，庞迪，赵树恩，韩兆运(重庆大学机械工程学院，重庆400030)摘要：基于柔性多体系统动力学理论，分析了仿真软件在汽车运动学和动力学中的应用．利用PRO／E、ADAMS软件

2、建立了某轿车的整车多体系统仿真模型．详细考虑了前、后悬架系统、转向系统、轮胎、车身等总成，以及各种联接件中的弹性的影响．并运用常规的操纵稳定性试验方法进行了运动学和动力学的仿真，初步探讨了汽车操纵稳定性仿真试验的实际应用．仿真结果可靠真实，设计参数修改方便快捷，可指导参数化设计产品开发，缩短设计周期．关键词：多体系统动力学；车辆动力学；操纵稳定性；仿真试验中图分类号：U463．52文献标识码：A20世纪80年代以来对汽车安全性、行驶平顺性、建模操纵稳定性、乘坐舒适性的要求越来越高．然而，汽车I麓加本身是一个复杂的多体系统集合，外界

3、载荷的作用更加复杂、多变，人、车、环境三位一体的相互作用，致使测试汽车动力学模型的建立、分析、求解始终是一个难题．Il4；曲线显示lIJl：否基于以往的解决方法，需经过多轮样车试制，反复的道路模拟试验和整车性能试验，不仅花费大量的人力、物舡I否相力，延长设计周期，而且有些试验因其危险性而难以进行．因此对车辆的动力学性能进行计算机仿真显得十I1加入摩擦重定义l；嘉蓑体构件分必要．l4定义控制模块对操纵稳定性的研究常采用仿真分析方法和试验方法来进行．应用汽车系统运动学、动力学理论在计算叠代设计I袈；变量机上建立简化的汽车系统数学模型，

4、运用仿真分析软件ADAMS，建立仿真模型，并按汽车操纵稳定性试验讹l的船她方法输入驾驶员对汽车的各种操纵信号，求解出系统I3进行优化研究的时域响应和频域响应，通过结果分析汽车的操纵稳定性．ADAMS中的建模流程如图1所示u】．I1刨建客户菜单客户定义l2创建客户对话框l3将建模过程为血皿。程序1仿真模型的建立图1ADAMS建模流程图1．1建立车辆仿真模型的参数准备几个方面：在仿真模型的参数精度，是影响模型分析精度的1)几何定位参数．在应用多体系统动力学理论建主要因素．因此，对于模型参数的准备工作需考虑以下立车辆仿真模型，需要依据车

5、辆的具体结构型式，在模·收稿日期：2005—05—20作者简介：冉振亚(1949一)，男，重庆万州人，重庆大学副教授，从事汽车绿色技术及天然气汽车技术的开发工作．维普资讯http://www.cqvip.com第28卷第11期冉振亚，等：PRO／E、ADAMS软件在汽车操纵稳定性中的应用21型中输入各运动部件之间的安装连接位置与相对角度在ADAMS软件内针对车辆的运动方针，其中的等参数．这些参数决定了车辆各运动部件的空间运动一个关键技术就是轮胎模型的建立．为了进行转向工关系．况仿真，采用了基于轮胎侧偏特性试验数据，考虑侧2)质量参

6、数．质量、质心与转动惯量等；力学特性滑、纵滑工况的轮胎侧偏特性理论模型——UA轮参数为刚度、阻尼等特性．胎模型，有关UA轮胎模型参数可参考表1．3)外界参数．它主要包括道路谱和风力等．表1汽车轮胎参数4)获得模型参数的方法．它主要包括图纸查阅法、实验法、计算法和CAD建模法等．在最后仿真时，可采取设计变量来改变这些参数使性能达到最优解．1．2建立仿真模型的步骤研究系统动力学，使用ADAMS软件建立仿真模型，一般具有以下8个步骤：1)机大位移条件下的物理机械系统抽象．2)通过抽象系统的部件、铰链与力建立模型．2操纵稳定性的仿镇试验分

7、析3)在计算机中描述模型中部件的运动学参数、铰对操纵稳定性的仿真试验的研究，ISO(国际标准链与力的参数，建立抽象系统的运动部件和约束，从而化组织)TC22／SC9汽车操纵稳定性委员会对此进行建立运动学模型。校验模型的自由度及正确性．了大量的研究，也制定了相关的检测方法，仿真试验也4)获得模型的动力学参数，定义模型中部件、铰根据其方法和要求进行．链与弹性元件及外界条件，如道路模型、轮胎模型等的2．1圆周试验特性，建立动力学模型．稳态圆周行驶是操纵稳定性中一个成熟的测试方5)根据所要达到的仿真目的，对系统输入力或法．其主要目的是测试

8、车辆的行驶动态参数与侧向加运动．速度的关系，并由此确定汽车的稳态转向特性．本文采6)对动力学模型进行调试与仿真计算，并且校核用的是汽车圆周加速试验，汽车初始速度为40km／h，模型的简化是否合理、准确．在初始半径22m的圆周上加速运动，末速度达到7