基于虚拟样机的汽车平顺性仿真分析

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1、6技术纵横轻型汽车技术2011(7／8)总263／264基于虚拟样机的汽车平顺性仿真分析李忠欣(上海汽车商用车技术中心)摘要本文根据某公司提供的某车型的相关数据，在多体动力学仿真软件ADAMS／Car中对该车型进行建模并仿真。随后根据ISO2631-1：1997(E)对汽车行驶平顺性的评价标准，采用总加权加速度均方根、悬架动行程与轮胎动载荷三个指标对该车进行评价。最后对该车型进行试验验证。关键词：汽车平顺性仿真分析整车主要参数见表1。1前言表1部分整车参数表行驶平顺性是汽车的一个重要的性能指标，它整车参数数值整车整备质量1163／1583kg主要是由于路面的不平度和发动机、传动系统

2、及车轴距2610inlTl轮等旋转部件的激励所产生的振动和冲击所引起前轮距1470mm的。平顺性差不仅会降低汽车的寿命和可靠性，影响后轮距1470mm驾驶员和乘客的舒适性和身体健康、后备箱行李的前轴载荷705／810kg完整性，而且也会对汽车的燃油经济性和效率造成后轴载荷458／773kg影响。由于汽车是一个由许多子系统组成的非常复主销内倾角9．8。杂的非线性系统ll112113114]，如何建立一个能更全面描述主销后倾角5．26。汽车动态特性的模型，是进行平顺性仿真研究的关前轮／后轮前束角一0．29。／一008。前轮／后轮外倾角01。／一02。键。仿真模型是平顺性试验的延伸，是找

3、出汽车所存在问题后进一步研究汽车行驶平顺性的有效途径。将在ADAMS／Car中创建的各个子系统通过通讯器communications进行相互装配，图1为整车装2整车特征参数的获取及配模型图。整车装配汽车模型的参数精度是影响后续分析精度的主要因素，所以在模型的创建过程中要尽可能使参数最大程度地接近实际值。整车的特征参数包括运动学参数、质量参数、力学特性参数。获取模型的参数方法有：试验法、计算法、CAD建模法、图纸查阅法、CAD建模法等。根据某公司提供的某车型的相关数图1整车装配模型据，在多体动力学软件ADAMS／Car中对该车的前麦本文在建模时考虑到了车身内驾驶员、乘客以弗逊悬架、车

4、身、制动系统、后双天梯连杆悬架、轮及行李箱的质量分布对平顺性的影响，分别用刚体胎、转向系统和发动机等7个子系统模型进行装配。来代表车内的驾驶员、乘客以及行李箱的质量，这轻型汽车技术2011(7／8)总263／264技术纵横7样就能体现质量分布对平顺性的影响，也更切近现¨】：：_唧1实。3汽车行驶平顺性的评价方法对平顺性的评价，传统的方法就是参考^IJli

5、．-lljII．—1—．IjIII{．1h矗．．．。JJ山-dlIS0263l一1：1997(E)里面的评价方法进行评价。根据例FI『If’l『帮ⅦI『1lnif唧“汽车行驶平顺性的相关理论可知，在汽车悬架系统ll‰”。设计中，悬

6、架的动行程和车轮动载荷直接影响汽车图4驾驶员座椅处纵向加速度功率谱曲线的行驶平顺性能和行驶安全性能，同时悬架的动行表2不同载荷下驾驶员座椅处加权加速度均方根值程和车轮动载荷这两个指标又受到悬架弹簧刚度和Z轴加权加Y轴加权加X轴加权加速度均方根速度均方根速度均方根总加权加速减振器阻尼的影响，因此，也要加以约束。本文参考车身载荷值值值度均方根值(m／s2)(m／s)(m／s)(m／s)H．P．威鲁迈特的方法[51，以不舒适参数(以空载0．2260．101508690．2934ISO2631—1：1997(E)作为评价标准)、悬架动行程参数坐一个乘客0．235lO．O9760．08920

7、．2992(sws)、轮胎动载荷参数(DT)这三个标准来坐二个乘客0．22810．O9450．0924O．2937=个乘客0．2298O．1O50．09870．3058对平顺性进行评价，其中悬架动行程参数体现了悬坐四个乘客0．21850．09670．0960．2901架撞击限位块的概率，是平顺性评价的附加指标，车满载O．2120．08870．0970．2807轮与路面的动载荷的影响主要体现在汽车的操纵稳定性上，为了在平顺性分析的同时兼顾操纵稳定性，加速度功率谱曲线，其中红线代表满载，蓝线代表车轮与路面的动载荷参数也作为平顺性评价的附加空载。表2为不同载荷下驾驶员座椅处各个轴向的指标

8、。加权加速度均方根值。根据文献可知，驾驶员座椅垂直轴向的频率加4在ADAMS／Car中进行平顺性仿真权函数最敏感的频率范围为4Hz～12．5Hz，驾驶员座根据国标GB／T4970—1996《汽车行驶平顺性随椅水平轴向的频率加权函数最敏感频率范围为机输入行驶试验方法》的要求，以本文所建立的B0．5～2Hz，故在垂直方向加速度功率谱密度曲线的峰级路面为随机输入路面，在满载的情况下以常速值应该避开4～12．5Hz这个敏感范围，在水平方向加(70km／h)进行平顺性仿真试验。