多体动力学仿真技术在某越野汽车开发中的应用

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1、多体动力学仿真技术在某越野汽车开发中的应用设计?硪究在某越野汽车开发中的应用史建鹏，钱留华，朱永胜，陈赣（东风汽车公司技术中心，武汉４３００５６）摘要：应用仿真技术，在某越野汽车开发早期，通过仿真结果与整车道路试验对比，验证了车辆模型的正确性。根据此模型对所开发车辆的操纵稳定性进行预测，提出车辆改进方案。改善所设计车辆的操纵稳定性。关键词：越野汽车；操纵稳定性；道路试验；对比中图分类号：Ｕ４６１．１文献标识码：Ａ文章编号：１００５—２５５０（２００８）Ｓ１－－０００７－０６车速是影响越野汽车操纵稳定性的关键

2、因素．随着越野汽车设计车速的提高．其操纵稳定性日益受到研究者的重视。对越野汽车操纵稳定性的研究，通常是基于多体动力学仿真技术和试验方法而进行的。多体动力学仿真技术是以控制论、系统论、相似原理和信息技术为基础．在计算机上建立汽车整车数学模型（控制系统），输入驾驶员对汽车的各种操纵信号。解算出系统的时域响应和频域响应。以此来表征汽车的操纵稳定性。由于多体动力学仿真技术具有良好的可控性、经济性、无破坏性，并具有不受外界条件限制、可多次重复使用等特——————————————————————————————————

3、—————————————点．所以能在越野汽车开发中得到很好的应用。本文利用多体动力学仿真分析软件ＡＤＡＭＳ．建立了某越野车的多体仿真模型．运用仿真手段对该车的操纵稳定性进行研究．从而对该车在各种路面的行驶性能等进行全面综合评价．并与整车道路试验进行对照．对改进设计以及改善性能提供建议。为该车的研制提供开发依据。架具体结构，利用悬架结构参数和弹簧、减振器的特性参数。建立该车前悬架和后悬架模型。如图１、图２所示。图１某越野汽车前悬架图２粟越野汽车后悬架１整车ＡＤＡＭＳ模型的建立根据实物样车．合理地确立车辆各系

4、统的仿真数学模型是整个仿真工作的关键。某越野汽车是一种装备于步兵分队、配装多种步兵武器，能够担负多种战术任务的轻型轮式战斗车辆。它强调高机动性．越野性能强。部分车具有薄装甲．是步兵武器的机动平台。也是步兵分队的机动作战平台。基于结构设计的３Ｄ数模．在ＡＤＡＭＳ中建立该车的整车动力学分析模型。１．１子系统建模针对某越野汽车采用四轮驱动的结构特点和悬收稿日期：２００８－０１一１０结合某越野汽车四轮驱动的动力传动系特点．建立动力传动系。除了前轮有轮间差速器外，后轮同样具有轮间差速器．且有两个主减—————————

5、——————————————————————————————————————速器分别布置在轮间差速器之前．还增加了带差速功能的分动器。其结构示意图见图３。那么，从变速箱输出的力矩死先到达分动器，经过带差速功能的分动器将力矩分配给前、后传动轴的力矩为乃、瓦；传动轴将力矩传递到前、后驱动桥，经过轮间差速器后传递到前、后驱动半轴的力矩为死、％、死、Ｌ；前、后驱动半轴再带动车轮转动。因此在ＡＤＡＭＳ中，建立包含分动器的四轮驱动动力传动系模型．并依据发动机、离合器、变速箱、分动器、主减速器等动力传动总成参数。建立某越

6、野汽车动力驱动系统万方数据　?７?设计?研究模型，如图４所示。图３四轮驱动动力传动系示意图图４四轮驱动的动力传动系模型利用制动系参数．建立制动系分析模型。根据循环球式转向器结构和特性参数．建立转向系统动力学模型．研究某越野汽车的高、低速转向特性。在获得了整车各个主要子系统的多体动力学模型之后．将其组合在一起，并将悬架上的车身、动力总成等作为刚性物体与悬架下的子系统相连．形成一个整车的多体动力学模型，如图５所示。图５某越野汽车ＡＤＡＭＳ／Ｃａｒ模型１．２————————————————————————————

7、———————————————————Ｋ＆Ｃ试验台的建立根据建立的ＡＤＡＭＳ模型。利用该软件的Ｋ＆Ｃ试验台．可以在虚拟环境下，进行悬架系统和转向系统性能分析．其包括对前悬架和后悬架进行运动学和弹性运动学分析．为悬架的开发提供设计平台。建立的前悬架试验台和后悬架Ｋ＆Ｃ试验台如图６和图７所示。万　?８?方数据汽车科技增刊２００８年２月图６前悬架试验台图７后悬架试验台为了验证ＡＤＡＭＳ数学模型的准确性．根据某对比试验工况：１５ｍ定半径稳态回转试验。在左转１５ｍ定半径逐渐加速稳态回转试验的对．．Ⅲ，《斛∞勰拍Ｍ笼加

8、他ＭＨ坦ｍ０６图８行驶速度结果对比２仿真数学模型验证越野汽车第二轮试验．对模型和试验结果进行了对比分析。仅对模型进行了稳态回转的对比分析。———————————————————————————————————————————————试验时．为了排除偶然因素的影响，对左转试验和右转试验都分别进行了两次试验。为了与试验结果对比．仿真时也分别进行了两次。匀以各次的试验测试速度作为速度输入。下面分析以左转为例。比结果见图