基于虚拟样机的汽车天窗水平运动仿真.pdf

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1、第28卷第12期计算机仿真2011年12月文章编号：1006—9348(2011)12—0348—05基于虚拟样机的汽车天窗水平运动仿真周爱国，杨言舟，陆敏恂，黄卓禹(同济大学机械工程学院，上海201804)摘要：研究汽车天窗为车内通风的优化问题，可以有效降低侧窗通风时带来的高风噪和高胎噪，是一个很实用的配置。由于实验中发现天窗水平运动速度波动较大，容易造成防夹程序失灵或误防夹。为了改善天窗防夹控制，采用虚拟样机技术，运用逆向工程的方法，归纳了天窗的运动特性，建立了运动模型。使用用户自定义函数STEP拟合天窗运动速度曲线，得到了天窗运动过程的受力曲线。通过仿真分析受力状态与天窗位

2、置的关系，结果证明，有效解决了天窗运动速度不稳定的问题，并为系统设计提供了指导依据。关键词：汽车天窗；逆向工程；运动模型中图分类号：U463．83+5文献标识码：ASimulationofCarSun—．roof'sHorizontalMovementBasedonADAMSZHOUAi—guo，YANGYan—zhou，LUMin—xun，HUANGZhuo—yu(CollegeofMechanicalEngineering，TongjiUniversity，Shanghm201804，China)ABSTRACT：Carsun—roof，aufilityequipmentfo

3、rautomobiles，isabletoreducethewindandtyrenoisewhenside—windowsareusedtoventilatetheinteriorofvehicles．Thevalueofsun—roofsspeedfluctuatessharplythatlikelybringsabouttheproblemthatanti—pinchfunctiondoesnotworkproperly．ThemethodofADAMS＆reverseengineeringWaSusedtoanalyzethecharacterofsun—roof'smo

4、vementaswellasbuildthemotivemodel．Thecurveofsun—roofsloadconditionsWasobtainedthroughfittingthecurveofsun—roofsmovementbythefunctionS'1TEP．Thebasiccauseoftheinstabilitywasfoundoutafteranalyzingtherelationshipbetweensun—roofsloadconditionsanditslocation．TheresultofsimulationWastestifiedviafurt

5、herexperiments．KEYWORDS：Carsun—roof；Reverseengineering；Motivemodel1引言天窗利用负压的原理换气⋯，换气速度快，气流柔和，风噪声小，可以有效改善车厢内的通风状况，保持车内空气新鲜，提高车内环境的质最，减少司机的疲劳程度旧1。现今围内的天窗市场几乎被德国伟巴斯特公司所垄断，其在前加装市场(为汽车厂提供天窗)占到85％的市场份额，在后加装市场则占到90％的市场份额，较高的价格给国内的车主们带来不小的经济负担。为了实现天窗的闰产化，国内的一些研究人员逐步开始关注这一领域，如文献[3]叙述了天窗逆向工程的方法，完成了天窗机械

6、结构的建模；文献[4]主要对天窗外掀运动进行仿真，并对其几个关键参数进行了优化；文献[5]对天窗运动执行机构进行了结构优化收稿只期：2010—11—29修回日期：2011-01—25·-———348·—-——设计和瞬态有限元分析。实际上，天窗的优劣主要取决于其水平运动时的防夹功能，文献[6]介绍了汽车犬窗防夹的原理和行业标准，根据该标准，当外界阻力达到100N时，防夹程序启动；文献[7]介绍了同样具备防夹功能的汽车车窗控制方法，指出防夹的两大核心问题在于车窗位置判断和防夹力判断。然而实际实验中，天窗运动速度的不平稳性直接导致防夹力判断的不准确，极易使天窗防央程序失灵，威胁驾乘者的

7、生命财产安全。天窗结构复杂，运动机构受力多样，无法从纯理论角度分析其运动，因此使用常规的方法无法对其进行有效仿真。本文使用ADAMS软件、通过逆向工程的方法对某璎天窗的运动过程完成了运动学仿真，得到天窗运动过程的受力情况曲线，从而分析各个位置天窗受力状态的差异，找到了天窗水平运动速度不稳定的根本原因，并完成r对天窗运动状态的数学建模，对于开发有效的防夹控制系统具有重要的指导意义。2天窗结构和控制原理汽车天窗町分为天裔玻璃⋯、婶轨、前侧框架、运动机构和遮阳板等部分，每部分又包含若f