類菱形車操縱動力學分析與優(yōu)化.pdf

1、汽車操縱穩(wěn)定性是影響汽車主動安全性的重要因素，受汽車結構、道路環(huán)境和駕駛員等因素影響。本文以類菱形底盤布置車輛為研究對象，應用多體動力學理論和方法，在操縱穩(wěn)定性理論前期研究的基礎上，進行了面向類菱形底盤布置車輛的整車運動學分析和動力學分析優(yōu)化，為類菱形車操縱穩(wěn)定性提高提供了理論基礎。 根據類菱形底盤布置特點，選擇合適的懸架結構，運用有限轉動張量和空間解析幾何法建立了類菱形車雙橫臂懸架參數化運動學模型，并用ADAMS軟件驗證了模型

2、的正確性。基于該運動學模型，以懸架擺臂長度和初始位置作為優(yōu)化變量，對懸架跳動過程中輪胎接地點最大滑移量、輪胎最大外傾角、側傾力臂和后傾角變化進行了優(yōu)化，從而使類菱形車操縱穩(wěn)定性得到提高，為后繼研究奠定了基礎。根據前期研究結果，對改進后的車身造型進行風洞試驗，測試結果表明類菱形車空氣動力學性能得到很大提高。 根據類菱形底盤結構車輛，結合多體動力學理論，對類菱形車側傾機理進行分析，建立了類菱形車整車穩(wěn)態(tài)側傾模型。基于該類菱形車穩(wěn)態(tài)側

3、傾模型，主要分析了類菱形車穩(wěn)態(tài)側傾過程中，整車質心高度、側傾中心高度、懸架側傾角剛度、懸架載荷分配等參數對側傾過程中輪胎載荷變化、側向加速度變化、車身側傾角變化的影響，并對類菱形車側傾極限進行了分析計算。結合類菱形車穩(wěn)態(tài)側傾分析結果和車輛側傾過程中對車身側傾角和側翻閥值的要求，通過合理選擇整車布置參數，提高了類菱形車抗側傾能力，為改善類菱形車操縱穩(wěn)定性提供了理論依據。 在側傾分析的基礎上，建立了類菱形車穩(wěn)態(tài)俯仰模型。根據類菱形車

4、加速和減速工況的區(qū)別，分別對類菱形極限加減速情形下的車輛俯仰進行了分析，主要分析了縱傾中心高度和重心縱向偏移量對車輛俯仰的影響。在保證類菱形車側傾穩(wěn)定性的前提下，通過選擇整車參數，合理布置前后懸架導向桿系，確定合適的縱傾中心高度和重心縱向偏移量，能夠增強類菱形車抗俯仰能力，提高類菱形車操縱穩(wěn)定性。 開環(huán)操縱穩(wěn)定性研究方法適合于車輛本身特性的研究，也是操縱穩(wěn)定性研究的基礎。開環(huán)操縱穩(wěn)定性不考慮駕駛員特性，主要研究道路-車輛模型，把

5、汽車本身看作是一個控制系統(tǒng)，按照對控制系統(tǒng)穩(wěn)定性，穩(wěn)態(tài)品質和瞬態(tài)響應特性的一般要求，來分析和研究汽車的運動特性。根據類菱形車側傾動力學模型和俯仰動力學模型分析，并結合傳統(tǒng)底盤布置車輛的整車參數，確定了類菱形車整車基本參數。 在三自由度開環(huán)操縱穩(wěn)定性時變模型基礎上，根據試驗標準對類菱形車穩(wěn)態(tài)回轉試驗、方向盤角階躍輸入試驗、方向盤轉角脈沖輸入試驗進行模擬，分析了類菱形車穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)響應，并根據操縱穩(wěn)定性指標限制與評價方法對各響應指標進