基于虚拟样机技术的某前置前驱轿车建模与平顺性仿真分析

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汽车平顺性,是现代高速度、高性能车辆的一个主要性能指标。随着生活水平的提高,人们对平顺性的要求也越高,而调查发现很多汽车还存在着各种各样的舒适性问题。因此,在日益激烈的市场竞争情况下,采用新技术新方法提高整车舒适性成为提高竞争力的重要途径。虚拟样机技术,融合了先进建模、仿真技术,现代信息技术,先进设计制造技术和现代管理技术,将其应用于整车开发,对产品进行全方位测试,分析与评估,可以大大缩短产品的开发周期,降低开发成本,提高产品市场竞争力。本文基于企业提供的某前置前驱轿车参数,采用ADAMS/Driveline,建立整车动力学模型,并对其进行平顺性仿真分析。论文主要内容要点如下:(1)论述了前置前驱整车结构布置特点,指出虚拟样机技术在前置前驱整车建模方面的不足,说明利用ADAMS建立前置前驱汽车动力学模型的必要性。(2)利用ADAMS/Driveline,按照自下而上的建模顺序建立了包括发动机、离合器、变速器、差速器、主减速器、驱动半轴、轮胎等在内的完整发动机前置前驱动力传动系统模型,前后悬架系统模型,转向与制动系统以及车身系统模型,最后将各个系统与Driveline试验台装配组合,创建了整车动力学模型。(3)运用ADAMS与Carsim两种动力学仿真软件分别建立某前置前驱轿车的整车动力学模型,对发动机恒定扭矩、发动机斜坡扭矩和基于发动机特性曲线三种常规工况,发动机冲击脉冲扭矩、发动机阶跃脉冲扭矩和发动机扭矩随节气门变化三种冲击工况进行了仿真分析,对比了两种软件同一仿真工况下发动机输出扭矩、转速,变速器输出扭矩、转速,驱动轮纵向牵引力,整车纵向速度和纵向加速度,校验整车模型的合理性与准确性。(4)对Sayers模型进行了说明,论述了谐波叠加法的基本理论,编制MATLAB程序获得所需要的路面属性文件,将建立的路面谱与标准谱对比,验证了谐波叠加法理论的正确性与可行性。确定了平顺性评价指标,选择车身质心加速度加权加速度均方根值、悬架动挠度、轮胎动载荷,作为随机不平路面输入的平顺性评价指标;选择车身质心加速度垂向加速度绝对值的最大值,作为脉冲输入下平顺性评价指标。运用建立的整车动力学模型,按照GB/T4970-2009汽车平顺性试验方法,对某前置前驱轿车进行平顺性仿真分析,对仿真结果进行处理,获得了平顺性评价指标,根据主指标对前置前驱轿车平顺性进行了评价。
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