類菱形車操縱動力學(xué)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(jié)構(gòu)、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(yīng)用多體動力學(xué)理論和方法，在操縱穩(wěn)定性理論前期研究的基礎(chǔ)上，進行了面向類菱形底盤布置車輛的整車運動學(xué)分析和動力學(xué)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(chǔ)。 根據(jù)類菱形底盤布置特點，選擇合適的懸架結(jié)構(gòu)，運用有限轉(zhuǎn)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(shù)化運動學(xué)模型，并用ADAMS軟件驗證了模型

2、的正確性。基于該運動學(xué)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(cè)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(chǔ)。根據(jù)前期研究結(jié)果，對改進后的車身造型進行風(fēng)洞試驗，測試結(jié)果表明類菱形車空氣動力學(xué)性能得到很大提高。 根據(jù)類菱形底盤結(jié)構(gòu)車輛，結(jié)合多體動力學(xué)理論，對類菱形車側(cè)傾機理進行分析，建立了類菱形車整車穩(wěn)態(tài)側(cè)傾模型。基于該類菱形車穩(wěn)態(tài)側(cè)

3、傾模型，主要分析了類菱形車穩(wěn)態(tài)側(cè)傾過程中，整車質(zhì)心高度、側(cè)傾中心高度、懸架側(cè)傾角剛度、懸架載荷分配等參數(shù)對側(cè)傾過程中輪胎載荷變化、側(cè)向加速度變化、車身側(cè)傾角變化的影響，并對類菱形車側(cè)傾極限進行了分析計算。結(jié)合類菱形車穩(wěn)態(tài)側(cè)傾分析結(jié)果和車輛側(cè)傾過程中對車身側(cè)傾角和側(cè)翻閥值的要求，通過合理選擇整車布置參數(shù)，提高了類菱形車抗側(cè)傾能力，為改善類菱形車操縱穩(wěn)定性提供了理論依據(jù)。 在側(cè)傾分析的基礎(chǔ)上，建立了類菱形車穩(wěn)態(tài)俯仰模型。根據(jù)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(cè)傾穩(wěn)定性的前提下，通過選擇整車參數(shù)，合理布置前后懸架導(dǎo)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(chǔ)。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(zhì)和瞬態(tài)響應(yīng)特性的一般要求，來分析和研究汽車的運動特性。根據(jù)類菱形車側(cè)傾動力學(xué)模型和俯仰動力學(xué)模型分析，并結(jié)合傳統(tǒng)底盤布置車輛的整車參數(shù)，確定了類菱形車整車基本參數(shù)。 在三自由度開環(huán)操縱穩(wěn)定性時變模型基礎(chǔ)上，根據(jù)試驗標(biāo)準(zhǔn)對類菱形車穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗、方向盤角階躍輸入試驗、方向盤轉(zhuǎn)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(yīng)，并根據(jù)操縱穩(wěn)定性指標(biāo)限制與評價方法對各響應(yīng)指標(biāo)進