四轮转向车辆虚拟仿真的研究

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汽车主动安全性的要求越来越高,汽车操纵稳定性已成为汽车研究的一个重要方面,本文主要研究了四轮转向车辆的虚拟仿真,力求使车辆稳定性得到进一步改善。通过建立完备的、精确的四轮转向车辆的虚拟模型,及车辆仿真试验环境,实现四轮转向车辆的虚拟仿真试验;最终实现:①利用虚拟试验,为四轮转向车辆的设计制造,提供一些基本的技术数据,尽可能的减少实际物理样机的试验程序与次数;②利用虚拟试验,对四轮转向车辆的性能参数,进行优化设计。 本文深入研究分析了四轮转向车辆的运动和受力情况,利用拉格朗日方程,推导出四轮转向车辆的三自由度动力学方程;研究分析了四轮转向车辆的结构原理,利用ADAMS软件,建立了前后轮定转向角比例控制的四轮转向车辆虚拟模型,并在ADAMSWIEW环境中,对车辆做了虚拟仿真,实现了对四轮转向车辆设计分析的可视化;且分别对四轮转向车辆和传统的前轮转向车辆进行了仿真,通过对仿真结果的详细分析,得出了有益的结论—4WS车辆的机动灵活性、安全稳定性均明显优越于传统的2WS转向车辆,主要结论有: 1.车辆低速行驶时,车辆采用前、后轮逆相位转向的四轮转向控制,车辆的转弯半径将明显减小,车辆的机动灵活性明显得到改善; 2.车辆高速行驶时,不宜采用前、后轮逆相位转向的四轮转向控制,采用此种控制方式时,车辆的侧向加速度、车辆的横摆角、横摆角速度、侧倾角以及侧倾角速度,均有明显的增加,使车辆的稳定性恶化; 3.车辆的四轮转向控制,采用前、后轮同相位转向时,将明显增加车辆的不足转向特性;除此,车辆的侧向加速度、车辆的横摆角、横摆角速度、侧倾角以及侧倾角速度,均有明显的降低,有利于改善车辆的稳定性; 4.与前轮转向控制相比,采用前后轮同相位转向控制时,车辆的反应时间减少,能够更快的进入稳定的行驶状态,这对中高速行驶的车辆来说,无疑是比较理想的。
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