基于虚拟样机的某SUV汽车操纵稳定性仿真与优化研究

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随着汽车的保有量增加,驾驶员的非专业化和公路的高速化,汽车安全已成为一个日趋严峻的问题。操纵稳定性,被视为“高速汽车的生命线”,是影响汽车高速行驶安全性的一个重要因素,是汽车主动安全的一个重要方面。同时,随着汽车的普及,顾客对汽车的要求也越来越高,不仅希望有良好的可靠性、动力性和燃油经济性,而且还想拥有良好的操纵性、乘坐舒适性。因此,深入研究汽车操纵稳定性已迫在眉睫。而要研究操纵稳定性,必然要先研究悬架系统,其K&C特性是汽车动力学性能的基础。为了缩短研发周期,降低开发成本,国内外各大主机厂均引入了CAE仿真技术,使得工程师能够在设计过程中很好地掌控汽车的性能。尤其是在项目前期和整车性能优化环节,CAE技术更能够发挥其高效高能的特点。ADAMS作为汽车动力学领域中应用最广泛的一个软件,能方便地帮助用户进行建模、分析求解和后处理。本文以某一SUV车为例,阐述了在ADAMS/Car中建模分析悬架K&C和汽车操纵稳定性的方法。具体工作包括CAE建模、对标、仿真、评价及优化等。首先,利用该SUV的基础参数,建立了前后悬架系统模型,对悬架系统进行K&C分析,同时将其分析结果与实际试验数据进行对标,验证了模型的准确性。K&C仿真的项目包括:车轮平行跳动工况、侧倾工况(车轮反向跳动工况)、转向工况、纵向力输入工况、侧向力输入工况和回正力矩输入工况。其次,利用对标好了的前后悬架子系统模型,再加上车身子系统模型、轮胎子系统模型、发动机子系统模型等,组装成用于汽车操纵稳定性分析的整车模型,仿真国标GB/T6323-1994中所有的试验项目。仿真完成后,将仿真结果与实际试车场试验数据进行对比,验证模型的精确度。最后,针对那些关注的操稳性能项,进行参数灵敏度分析和优化分析,从而达到提高该SUV操纵稳定性的目的。
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