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车钩缓冲器强度及动力学性能研究
车钩缓冲器是地铁车辆的重要部件，连接相邻车辆，并且传递和缓冲列
车在运行或在调车作业时所产生的牵引力和纵向冲击力，保证乘客在乘车时
的舒适度。地铁在运行过程中频繁制动，车钩上的载荷也频繁的变化，为确
保地铁运行的安全性，必须对车钩主要受力部件进行强度的分析。
地铁调车作业时，运动车辆以恒定的初速度连挂静止的车辆，实现相邻
两个车钩的自动连挂。在连挂过程中，车钩端面产生纵向冲击力，短时间内
冲击力急剧增大，研究在不同编组下调车的最大冲击力和缓冲器性能对车辆
的安全有重要的指导作用。
本文首先介绍了车钩缓冲器的研究背景和国内外研究水平、车钩缓冲器
的工作原理，对车钩的主要受力部件做强度分析并对结构进行优化设计；其
次在不同速度下做车钩连挂分析；最后分析在不同工况调车作业中车钩缓冲
器的特性。
根据设计的要求建立车钩主要受力部件的三维模型，按照材料的等效疲
劳强度进行静强度分析；对车钩薄弱的地方进行结构改进和分析优化，使其
满足强度的要求；运用有限元方法对钩体进行了模态分析，保证车钩不会因
为车体振动而与其发生共振、产生断裂。
缓冲器缸体作为缓冲介质的载体，需要对缓冲器的缸体做强度和工作压
力的分析，并计算缸体内部不同位置的工作安全系数，保证其安全工作。
将装配好的车钩模型导入ADAMS中，定义材料性能、给车钩不同部
件间添加运动副，在不同的速度下做连挂分析，根据最大冲击力、角加速度
曲线，得出最大冲击力和连挂速度的关系，运
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基于ADAMS的轻型卡车主动安全性仿真分析与优化.pdf
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文档介绍：--------------------------Page1------------------------------论文题目：基于ADAMS的轻型卡车主动安全性仿真分析与优化SimulationandofAnalysisDesignOptimizationLightTruckActivebasedonADAMSSafty作者姓名：入学时间：专业名称：研究方向：一安一月一墨指导教师：至职称：差盟型噬一盟全一副一一论文提交日期：2Q兰兰生§旦论文答辩日期：2Q!圣生鱼月授予学位日期：--------------------------Page2------------------------------SimulationandofOptimizationLightAnalysisDesignTruckActivebasedonADAMS1saftyADissertationsubmittedinfulfillmentoftheoftheofrequirementsdegreeMASTERoFENGINEERINGfromofScienceandUniversityShandongTechnologyZhoul(aiProfessorYuheSupervisor：AssociateWangofResourcesandEnvironmentalCollegeJune2013--------------------------Page3------------------------------声明本人呈交给山东科技大学的这篇硕士学位论文，除了所列参考文献和世所公认的文献外，全部是本人在导师指导下的研究成果。该论文资料尚没有呈交于其它任何学术机关作鉴定。硕士生签名：司彬日俨7’．占AFFIRMATIoNIdeclarethatthisinfulfillmentofthefor基于ADAMS的汽车操纵稳定性研究
分类号：Ｕ２７；Ｕ４６１０７１０―２００５０１３２ＩｌＩＪｆｌ ／ｌ ｌ ，＇ｒｆｌ，ｒｌ ｒｌ ／Ｉｔｌ ，＇ｌ ｌＩＦＩｌ ，ｒｌ，ｒ［Ｉ ｒ，ｒｊＩ ｒｌ ［１ｌＹ１５２５１７０谖专太海硕士学位论文基于ＡＤＡＭＳ的汽车操纵稳定性研究张建辉导师姓名职称 申请学位级别 论文提交日期 学位授予单位 答辩委员会主席 学位论文评阅人陈丁跃教授简林莎教授 申福林教授 朝承斌高工摘要汽车操纵稳定性的研究，需要对样车反复试制与试验，不仅耗费大，设计周期长， 而且有些试验因其安全性而难于进行。而采用系统仿真方法，一旦完成样车整车模型， 将设计参数进行修改重新仿真就变的相对简单。当今，仿真技术日益广泛地应用于汽车 工程领域，操纵稳定性研究越来越多地使用成熟的计算机仿真理论和高性能仿真软件进 行分析研究，与辅助设计手段结合可直接指导和参与汽车设计参数的分析、优化与改进。 本文应用多体系统动力学的理论和研究方法，运用多体系统动力学软件 ＭＳＣ．ＡＤＡＭＳ，以某Ａ级车为原型，首先建立悬架转向系统模型，为了使悬架模型更加 真实，使悬架局部零件柔性化，并针对悬架转向系统的运动特性进行仿真研究，研究包 含跳动和侧倾两种工况下的悬架转向系统的运动特性，作出了悬架系统运动特性几何分 析相关参数的变化曲线图。 使用ＡＤＡＭＳ／ＣＡＲ通过修改模板参数及关键点位置，建立前悬架系统、转向系统、 后悬架系统、制动系统、动力传动系统、车身、轮胎等子系统，组建整车模型。针对整 车模型按照ＧＢ／Ｔ６３２３．１９９４规定进行了开环跟随特性的仿真，包括转向盘角阶跃输入、 转向盘角脉冲输入、转向回正、稳态回转的瞬态、稳态响应特性的研究，并加入驾驶员 模型进行人一车一路闭环系统跟随特性的研究，包括蛇形试验和转向轻便性试验跟随一 定路径的响应特性研究。根据ＱＣ／Ｔ４８０．１９９９对各项试验进行评分，表明该车操纵稳定性良好。简而言之，多体系统动力学软件ＭＳＣ．ＡＤＡＭＳ为汽车操纵稳定性研究提供了有效的工具。随着汽车动力学和计算机仿真技术的不断发展，以多体系统动力学为核心的虚 拟样机技术将在汽车动力学、汽车设计中发挥更大的作用。关键词：汽车，ＡＤＡＭＳ，操纵稳定性，悬架运动特性，多体系统动力学ＡｂｓｔｒａｃｔＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｖｅｈｉｃｌｅ ｈａｎｄｌｉｎｇ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｃａｌｌｓ ｆｏｒ ｍａｎｙ ｒｏｕｎｄｓ ｒｅｐｅａｔｅｄ ｔｅｓｔｓ，ｗｈｉｃｈ ｎｏｔｅｖｅｎｏｎｌｙ ｃｏｓｔ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ，ｅｘｔｅｎｄ ｄｅｓｉｇｎ ｃｙｃｌｅ，ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｓｏｍｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｃａｎｎｏｔ ｐｕｔｉｎｔｏ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎｌｙ ｂｅｃａｕｓｅ ｔｈｅｉｒ ｓｅｃｕｒｉｔｙ．Ｂｕｔ，ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｖｉｒｔｕａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ，ｏｎｃｅ ｔｈｅ ｖｅｈｉｃｌｅ ｍｏｄｅｌ ｉｓ ｂｅｉｎｇ ｆｉｎｉｓｈｅｄ，ｉｔ ｂｅｃｏｍｅｓ ｓｉｍｐｌｅ ｔｏ ｍｏｄｉｆｙ ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｕｓｅｄｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｆｏｒｉｎｒｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ｔｏｄａｙ，ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙ ｗｉｄｅｌｙａｕｔｏｍｏｔｉｖｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｆｉｅｌｄｓ，ｍｏｒｅ ａｎｄ ｍｏｒｅ ｍａｔｕｒｅ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｔｈｅｏｒｙａｎｄ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｆｏｒ ａｎｄ ｒｅｓｅａｒｃｈ． ｇｕｉｄａｎｃｅ ａｎｄ１１ｉｇｈ‘ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｒｅ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅｈａｎｄｌｉｎｇｓｔａｂｉｌｉｔｙ ａｎａｌｙｓｉｓＣｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａｃｃｅｓｓｏｒｉａｌｄｅｓｉｇｎ ｍｅａｎｓ，ｔｈｅｙ Ｃａｌｌｂｅ ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｕｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅｐａｒｔｉｃｉｐａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ，ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｂｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｉｎｇ ｔｈｅ ｍｕｌｔｉ―ｂｏｄｙ ｓｙｓｔｅｍｄｅｓｉｇｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．ｒｅｓｅａｒｃｈｃａｒ，ｄｙｎａｍｉｃｓｔｈｅｏｒｙ ａｎｄｍｅｔｈｏｄｓ，ａｎｄ ｍｕｌｔｉ－ｂｏｄｙｄｙｎａｍｉｃｓａｓｏｆｔｗａｒｅ ＭＳＣ．ＡＤＡＭＳｔｏ ａ ｐｒｏｔｏｔｙｐｅｆｏｒ ａｎ Ａ．ｃｌａｓｓｔｈｅ ａｕｔｈｏｒ ｆｉｒｓｔｌｙ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎａｎｄｓｔｅｅｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍｓ ｍｏｄｅｌ．Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｍａｋｅ ｔｈｅａｍｏｄｅｌ ｍｏｒｅ ｖｉｖｉｄ，ｓｕｓｐｅｎｄ ｔｈｅ ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｓｏｍｅ ｌｏｃａｌ ｐａｒｔｓ，ｔｈｅ ａｕｔｈｏｒ ｄｏｅｓｓｔｕｄｙｏｎｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｈｅ ｍｏｖｅｍｅｎｔ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ ａｎｄ ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅ ｓｔｕｄｙｉｎｃｌｕｄｅｓ ｍｏｖｅｍｅｎｔ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ ｏｆ ｂｅａｔｉｎｇ ｃｏｕｐｌｉｎｇ，ｂａｓｅｄｏｎａｎｄｗｈｉｃｈ ｔｈｅ ａｕｔｈｏｒ ｍａｄｅａｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ ｏｆ ｒｅｌａｔｅｄ ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓｐａｒａｍｅｔｅｒ ｃｈａｎｇｅｓ ＣＨＩ Ｖｅ．Ｂｙ ｕｓｉｎｇＡＤＡＭＳ／ＣＡＲａｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｒｅｖｉｓｉｏｎ ｏｆ ｔｅｍｐｌａｔｅ ｆｒｏｎｔｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｎｄ ｔｈｅｈｉｇｈｌｉｇｈｔｐｏｉｎｔ，ｔｈｅ ａｕｔｈｏｒ ｅｓｔａｂｌｉｓｈ ｓｙｓｔｅｍｓ，ｂｒａｋｅｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｓｙｓｔｅｍｓ，ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍｓ，ｒｅａｒ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ ｏｔｈｅｒ ｓｕｂｓｙｓｔｅｍｓ ｔｏ ｓｅｔ ｕｐ ｖｅｈｉｃｌｅ ｍｏｄｅｌ．ｓｙｓｔｅｍｓ，ｐｏｗｅｒｔｒａｉｎ，ｂｏｄｙ，ｔｉｒｅｓ，ａｎｄＴｈｅｙ ｄｏ ｏｐｅｎ―ｌｏｏｐ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｇａｉｎｓｔ ｖｅｈｉｃｌｅ ｍｏｄｅｌ ｉｎ ｉｎ ＧＢ／Ｔ６３２３?１ ９９４，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｗｈｅｅｌａｃｃｏｒｄａｎｃｅ ｗｉｔｈｔｈｅ ｐｒｏｖｉｓｉｏｎｓ ｓｔａｔｅｄａｎｇｌｅｓｔｅｐ ｉｎｐｕｔ，ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｗｈｅｅｌａｎｇｌｅｐｕｌｓｅｉｎｐｕｔ，ｒｅｔｕｍ ａｂｉｌｉｔｙ ｔｅｓｔ，ｓｔｅａｄｙ ｓｔａｔｉｃ ｃｉｒｃｕｌａｒｔｈｅ ｃｌｏｓｅｄ－ｌｏｏｐ ｓｙｓｔｅｍｔｅｓｔｐｒｏｃｅｄｕｒｅ，ａｎｄ ｊｏｉｎｅｄｔｈｅ ｄｒｉｖｅｒ－ｃａｒ－ｐａｔｈ ｏｆｃｏｕｒｓｅｒｅｓｅａｒｃｈ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｅｆｆｏｒｔｓ ｔｅｓｔ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ，ｐｙｌｏｎ ｔｈｅ ｐａｔｈ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．Ｊｕｄｇｉｎｇ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｔｅｓｔｓｌａｌｏｍｔｅｓｔ ｗｈｉｃｈ ｆｏｌｌｏｗｓｃｏｒｅｓｇｉｖｅｎ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｓｔａｎｄａｒｄ ｉｎ ｉｎ ｔｈｅ ｈａｎｄｌｉｎｇ ａｎｄ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ．ＱＣ／Ｔ４８０―１ ９９９，ｔｈｅ Ｃａｒｉｓ ｐｒｏｖｅｄ ｔｏ ｂｅ ｈｉｇｈｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＩｎ ｓｈｏｒｔ，ｍｕｌｔｉ―ｂｏｄｙ ｓｙｓｔｅｍ ｄｙｎａｍｉｃｓ ｔｏｏｌ ｆｏｒ ｖｅｈｉｃｌｅ ｈａｎｄｌｉｎｇ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｄｙｎａｍｉｃｓ ａｎｄ ｃｏｍｐｕｔｅｒｓｏｆｌｗａｒｅ－－ＭＳＣ．ＡＤＡＭＳｐｒｏｖｉｄｅｓａｅｆｆｅｃｔｉｖｅｓｔｕｄｙ．Ｗｉｔｈｔｈｅ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｖｅｈｉｃｌｅ ｐｒｏｔｏｔｙｐｉｎｇｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｖｉｒｔｕａｌａｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｗｉｔｈｍｕｌｔｉ－ｂｏｄｙ ｓｙｓｔｅｍ ｄｅｓｉｇｎ．ｄｙｎａｍｉｃｓｉｔｓ ｃｏｒｅ，ｗｉｌｌ ｐｌａｙｇｒｅａｔｅｒ ｒｏｌｅ ｉｎ ｔｈｅ ｖｅｈｉｃｌｅｄｙｎａｍｉｃｓａｎｄＫｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｖｅｈｉｃｌｅ，ＡＤＡＭＳ，ｈａｎｄｌｉｎｇ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ ｍｏｖｅｍｅｎｔ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，Ｍｕｌｔｉ－ｂｏｄｙ ｓｙｓｔｅｍ ｄｙｎａｍｉｃｓ论文独创性声明本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究 工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出 重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本论文中不包含任 何未加明确注明的其他个人或集体己经公开发表的成果。 本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：许蓝群弘够年Ｊ卜月）夕日论文知识产权权属声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学 校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权 利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成 果时，署名单位仍然为长安大学。 （保密的论文在解密后应遵守此规定）敝作者虢矿导师签延揖Ｉ２代坼２ ｑ）ｄ影砌罗 蛑鹏７，ｌ／岁长安大学硕士学位论文第一章绪论随着汽车工业迅速发展和人们消费水平日益提高，汽车已成为人们日常生活中不可 或缺的一部分，人们对汽车的要求也越来越高，在获得良好的经济性和动力性的同时， 还要求具有良好的操纵稳定性。随着汽车技术的曰益进步和汽车普及程度的上升，交通 运输业呈现出车辆高速化、驾驶人员非职业化和汽车密集化的趋势。与此同时，交通事 故剧增。为此，汽车必须具有良好的主动安全性。汽车操纵稳定性不仅影响到汽车驾驶 的操纵方便程度，同时也影响汽车主动安全性。因此，如何研究和评价汽车的操纵稳定 性，以获得良好的汽车主动安全性能一直是汽车领域研究的一个重要课题。 在这一领域中，模型分析是一种重要的方法。汽车作为一个包含惯性、弹性、阻尼 等动力学特性的一个多自由度非线性连续体振动系统，定量分析和评价操纵稳定性的关键在于建立理想的力学模型，而我们所建立的汽车模型Ｉ】经历了一个从简单到复杂、从粗糙到精确的过程【２１。这是因为汽车的动态特性非常复杂，要想真实地描述汽车动态特 性，必须考虑尽可能多零件的运动，得到精确的数学模型。然而，太复杂的模型又给求 解带来了巨大困难，甚至得不到结果。因此，如何更好地建立汽车操纵稳定性动力学模 型，已经成为国内外学者研究汽车操纵稳定性动的关键问题。 随着计算机技术和仿真技术的发展，建立多自由度的仿真模型已成为可能，为研究 汽车操纵稳定性动提供了有效途径。现在，如何在汽车设计阶段就能对汽车操纵稳定性 进行准确预测和评估，缩短设计周期，降低成本，已成为在市场竞争中取胜的关键。以 多体系统动力学理论为基础开发的大型通用软件能自动生成运动学和动力学方程，并利 用软件内部的数学求解器准确的求解，不需要人工建立、求解方程，编写程序，因而能 够节省大量的时间和人力物力，提高工作效率【３１。这对于行业竞争逐渐加剧的汽车工业 来说无疑是一大福音。１．１汽车操纵稳定性的研究发展概况汽车操纵稳定性是汽车动力学的一个重要分支。汽车动力学包括对一切与车辆系统 相关运动的研究，其最核心的是操纵稳定性和平顺性这两大领域。 操纵稳定性是汽车的一种运动性能，这种性能通过驾驶员在一定路面和环境下的操 纵反映出来。通常认为汽车的操纵稳定性包含相互联系的两个部分：一是操纵性，二是 稳定性。操纵性是指汽车能够确切的响应驾驶员转向指令的能力。稳定性是指汽车受到ｌ第一章绪论外界扰动（路面扰动和突然阵风扰动）后恢复原来运动状态的能力。两者很难断然分开， 稳定性好坏直接影响操纵性好坏，因此通常称为操纵稳定性【４１。 １．１．１国外的研究情况在国外，２０世纪以前，工程师们对操纵稳定性的研究比较少。２０世纪３０年代才开 始对汽车的操纵稳定性进行系统研究，并取得了不少有价值的研究成果【５．ｓ】。 １９００～１９３０年期间，人们对汽车控制的重视使工程师们开始研究悬架和转向几何的静力学，提高了设计理论。最引人注意的是１９２５年建立起的驱动动力学普遍原理。 但由于缺乏对轮胎产生的侧向力的理解，此项理论一直没有得到全面的应用。同年， Ｂｒｏｕｌｈｅｉｔ在文章中首次提出侧偏和侧偏角的概念【９１。 ３０年代初，英国的Ｌａｎｃｈｅｓｔｅｒ、美国的ＯＵｅｙ、法国的Ｂｒｏｕｌｈｅｉｔ开始了车辆独立悬架的研究，并对转向运动学和悬架运动学对车辆性能的影响进行了分析。同时，人们对轮胎侧向力学的重要性也开始有所认识。 １９３１年，Ｂｅｃｋｅｒ、Ｆｒｏｍｍ和Ｍａｒｕｈｎ在发表的文章中分析了轮胎在转向系振动中的作用，进一步研究了轮胎特性【１０】。这些对轮胎的研究使进一步分析车辆稳定性成为可能。 １９３４年，Ｏｌｌｅｙ首次提到了车速是一个关键的因素。根据他的研究成果，Ｇｏｏｄｙｅａｒ运用轮胎和橡胶公司转鼓实验研究了轮胎特性。１９３５年，Ｒ．Ｄ．Ｅｖａｎｓ发表了关于轮胎 侧向特性的文章，并给出了转向力和回正力矩【ｌｌ】。 在这一时期，通用公司Ｃａｄｉｌｌａｃ悬架研究小组在Ｏｌｌｅｙ的带领下，首次开发了应用 于美国轿车的独立前悬架，并提出不足转向和过多转向的概念【１２】。１９５６年，Ｃｏｍｅｌｌ Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌ实验室的Ｗｉｌｌｉａｍ Ｆ．Ｍｉｌｌｉｋｅｎ，Ｄａｖｉｄ ｗ．Ｗｈｉｔｃｏｍｂ和ＬｅｏｎａｒｄＳｅｇｅｌ发表了一系列关于车辆操纵稳定性的理论和定量分析的文章。这些文章成为６０年代汽车操纵稳定性发展的基石，其中许多理论到现在仍被引用。他还对稳定性 和操纵性作了区分。Ｌｅｏｎａｒｄ Ｓｅｇｅｌ建立了三自由度模型模。在Ｗｈｉｔｃｏｍｂ的文章，他利 用两自由度模型得出了一系列汽车稳定性和操纵性方面的结论。由于不考虑侧倾自由度，因此Ｗｈｉｔｃｏｍｂ把汽车简化成了相当于白行车的两自由度模型，研究了两自由度模 型的稳态响应和瞬态响应。在研究汽车横摆响应时，引入了稳定性因数Ｋ的概念。５０年代中期建立了较为完整的车辆操纵动力学线性域（即侧向加速度约小于０．３ ｇ） 理论体系，而且形成了一套较为完整的关于操纵和转向基础的理论体系。１９５６年，机 械工程师学会（Ｉ．Ｍｅｃｈ．Ｅ）在伦敦组织了一个会议，主题是关于汽车稳定性、控制及２长安大学硕士学位论文轮胎性能的研究。Ｍｉｌｌｉｋｅｎ把这件事称为汽车动力学发展过程中的一个分水岭，并在他 的书中做了详细的记载。 １９６１年Ｍａｒｔｉｎ Ｇｏｌａｎｄ和Ｆｒｅｄｅｒｉｃｋ Ｊｉｎｄｒａ发表的文章中用两个自由度（横摆和侧向 运动）的模型研究四轮汽车的操纵性和稳定性。他将侧倾自由度用作用于轮胎的垂直载 荷来近似模拟，考虑了轮荷转移效应，并分析轮胎的力学特性随着车轮载荷的变化而改 变。结果表明操纵稳定性随着质心的变化而变化，并且轮胎压力和胎宽都在改变。 １９６５年，Ｗａｌｔｅｒ Ｂｅｒｇｍａｎ建立了６自由度模型来分析车辆不足转向和过多转向的实 质。此时对稳态的研究已相当成熟，但对瞬态意义却不十分明确。Ｂｅｒｇｍａｎ讨论了在瞬 时状态下包括转向盘输入、空气阻力和惯性力等许多情况下不足转向和过多转向的行 为，并指出可由侧向加速度引起的横摆角速度来理解过多转向和不足转向【１３】。 １９６６年，Ｓｅｇｅｌ发表的论文研究了自由操纵汽车的稳定性，即转向盘以力矩输入代 替角输入。应用两自由度线性模型（包含干摩擦）模拟转向机构，并加入到他的三自由度模型中，在侧向加速度低于０．３ ｇ情况下实验数据与仿真数据吻合的很好，并应用于 汽车参数设计。１９６７年，通用公司的Ｒ．Ｔｈｏｍａｓ Ｂｕｎｄｏｒｆ在文章中讨论了汽车参数设计和不足转向 以及特征车速的关系，并提出如何预测和实际测量车辆的不足转向特性。他指出特征车 速是线性模型的产物：在正常行驶条件下（侧向加速度小于１／３ ｇ），车辆可由线性模型 模拟，并且需要建立大直径侧滑试验场来测量特征车速。Ｂｕｎｄｏｒｆ还推导出了在给定设 计参数下预测特征车速的表达式。 从２０世纪７０年代开始，由于计算机技术的迅猛发展，操纵稳定性的研究和计算机 紧密的结合起来，汽车仿真模型变得更加复杂和真实，对操纵稳定性的研究也更加逼真。 先期的仿真工作都在模拟计算机上进行，它能解决实时动力学问题，但其致命缺点 是不能解决非线性问题。７０年代早期，工程师设计了在数字和模拟联合计算机上运行 的代码，使汽车动力学模型即可实时仿真又可包含非线性因素【悼１６１。 当数字计算机逐步取代了模拟计算机和混合计算机后，考虑到计算机的费用及计算 速度，建立有效的计算机模型就显得非常必要。 １９７３年，Ｂｎｅｒｄ详细介绍了数字汽车仿真代码的存储方法，而且提出了一种解决大 步长下，且具有转动自由度的近似方法。１９８１年，Ｗ．Ｒｉｌｅｙ Ｇａｒｒｏｔ在Ｍｉｃｈｉｇａｎ大学开 发了完全的数字汽车仿真模型。为了节约计算耗时，转向系统被模拟为稳态，车轮打滑３第一章绪论代数方程控制。模型的一些功能可根据设计要求取舍。模型有良好的开放性，可进一步进行模型的改良。模型主要包含两大部分：汽车模型ＩＤＳＦＣ和驾驶员模型ＤＲＩＶＥＲ。 驾驶员模型可单独改变而不影响车辆模型。驾驶员模型用来控制输入的转向力矩、制动力矩和驱动力矩。１９８６年Ｒ．Ｊ．Ａｎｔｏｕｎ在文章中讨论了应用ＡＤＡＭＳ建立的车辆操纵稳定性模型。他应用标准的ＡＤＡＭＳ模块和用户自定义模块（如轮胎），建立了１９８５年福特公司的一种 客货两用轿车模型。文章详尽的讨论了前后悬架运动学模型及橡胶衬套的顺从性和减振 器的非线性，试验结果与仿真结果十分相近，并应用这个方法对１９８６年的Ｂｒｏｎｃｏ ＩＩ和Ａｅｒｏｓｔａｒ车型进行了研究。通过应用以上各自的模型，设计者可在设计初期优化横向稳 定杆的面积及轮胎特性。在９０年代初Ｒ．ＷａｄｅＡｌｉｅｎ和他的同事发表了一系列文章，不仅验证了他们开发的 ＶＤＡＮＬ仿真代码的正确性【”】，而且进行了详尽的实验研究，仿真了车辆的稳定性和车 辆的侧翻［１８－２０】。在文献【２０】中，作者证明了单一的标准单移线工况对于车辆稳定性的研究 是不够的，这种工况不能产生非稳定性行为，并且不能产生大的侧向变形。仿真结果表明大的侧向位移（在侧向加速度峰值处）会导致侧翻。 从８０年代初期开始，汽车动力学的建模过程发生改变。由于对汽车模型的精确度要求越来越高而且大型的多体系统动力学方程推导十分困难，因而通用的多体仿真代码 逐渐被应用。在ＭＢＳ代码中包含了很多的功能：控制无惯量的参考坐标系、在模型中 与柔性元件的连接、应用广义坐标系、推导动力学符号方程等等。近几年发表了许多有关多体代码的综述和一些应用多体方法进行动力学仿真的文章。尤其引人注意的是２０００年Ｒ．Ｗａｄｅ Ａｌｌｅｎ等再次发表文章介绍了ＶＤＡＮＬ的驾驶模拟器在仿真和路面设计两方 面的应用。ＶＤＡＮＬ和ＳＴＩＲＥＭＯＤ的参数设定己被公布，并且加入了其它车型的数据。汽车动力学模型经历了从简单到复杂，从少自由度到多自由度，从模拟计算机到数 字仿真的发展过程。模型越来越朝着通用性、高效性和精确性的方面发展。另外，由于 计算机网络的发展可实现异地之间的参数调用，更增加了模型的通用性。１．１。２国内的研究情况 在我国，汽车操纵稳定性研究始于七十年代。清华大学和长春汽车研究所都同时系 统地开展了这方面研究工作。各个汽车生产厂也都从自己产品的需要出发，在不同的程度上进行了操纵稳定性的试验和研究工作。我国开展汽车操纵稳定性研究的历史虽不太４长安大学硕士学位论文长，但吸取了国外的研究成果和经验，进展较快。其中，成就最突出的是郭孔辉院士。 １９８１年以来，郭孔辉教授在驾驶员模型、人一车闭环系统特性及人一车闭环系的 定量评价方面做了大量研究工作‘ｌ】【２卜２２１，提出了物理概念清晰、适应于汽车非线性、考 虑多方面因素的驾驶员模型和定量评价人一车闭环系统的综合评价指标。９０年代，郭 孔辉教授在研究驾驶员一车一道路闭环操纵系统模型且考虑了影响汽车操纵性的诸多 因素的基础上，提出了物理意义明确的各个单项总方差评价指标，并应用频率统计分析 方法提出了闭环系统主动安全性的综合评价与优化设计方法，在工程实际中得到广泛应 用。在文献【ｌ】中，他还给出了稳定性不好的汽车常有的表现： （１）驾驶员并未发出指令，而汽车自己却不断的改变行驶的方向，使人感到漂浮； （２）有时汽车就像受惊的马，突然地忽东忽西，不听驾驶员操纵； （３）驾驶员转向指令虽然己发出相当时间，但汽车还没有转向反应，或转向过程 完成地过慢； （４）驾驶员给出稳定的转向指令，但汽车却左右摇摆，行驶方向难以稳定：这样 的汽车在受到路面不平或突然阵风的扰动时，也会出现这种摇摆； （５）正常汽车的转弯程度，会通过转向盘在驾驶员的手上产生相应的感觉。有些 操纵性能不好的汽车，特别是在车速较高时或转向较剧时会丧失这种感觉。这会增加驾 驶员的操纵困难程度或影响驾驶员做出正确的判断： （６）某些汽车在车速超过某一个临界值之后或向心加速度超过一定值之后，驾驶 员完全不能控制汽车的行驶方向。 上面只是列举了几种基本现象，都是属于感性认识，而不属科学的描述。郭孔辉院士还指出，操纵稳定性好的车辆应该有如下性质：（１）应该容易控制（对驾驶员要求不应过高）； （２）在出现扰动时，不应使驾驶员感到突然和意外； （３）操纵稳定性的行驶极限应能清楚的辨别。１．２本文的主要研究意义、内容本文在ＡＤＡＭＳ／ＣＡＲ中建立某Ａ级车前悬架转向系统以及整车模型，并对前悬架 转向系统运动特性、整车模型操纵稳定性进行仿真分析。 具体研究内容如下：第二章详细介绍了现行汽车操纵稳定性的评价方法。５第一章绪论第三章介绍了虚拟样机技术以及多体系统动力学软件ＡＤＡＭＳ。 第四章在ＡＤＡＭＳ／ＣＡＲ的基础上，依据某Ａ级车建立了五种包括多刚体模型和局 部零件柔性化的多柔体模型的前悬架系统多体模型，并针对跳动、侧倾两种工况进行了 试验仿真，做出了悬架几何分析相关参数的曲线变化图，并最终确定使用多柔体模型作 为整车多体模型的前悬架系统。第五章以某Ａ级车为原型基础通过修改ＡＤＡＭＳ／ＣＡＲ自带模板参数及关键点，建立前悬架系统、后悬架系统、转向系统、动力传动系统、制动系统、轮胎、车身等子系统，最终通过调试建立整车多体模型。第六章按国家标准ＧＢ／Ｔ６３２３―１９９４的规定，对整车多体模型进行了转向盘转角阶跃 输入试验、转向盘转角脉冲输入试验、蛇形试验、转向轻便性试验、转向回正试验以及 稳态回转试验六项仿真试验，依据各试验国标要求，计算各评价指标，并按照 ＱＣ／Ｔ４８０―１９９４的规定对各仿真试验进行评分，结果表明该车操纵稳定性性能良好。 第七章对全文进行总结，并提出了下一步工作。 本文的研究目的是为了改进汽车设计，缩短汽车产品开发周期。在传统的汽车设计 过程中，必须边设计、边试制、边试验、边改进，产品开发成本高，周期长。虚拟样机 试验技术的运用，可以大大节约建模时间，极大地方便了结构参数的修改，大幅缩短性 能评价周期，大量减少产品开发成本，明显提高产品质量，获得最优化设计方案。这对 汽车操纵稳定性的评价、分析、改进以及优化方面不仅具有深刻的理论价值而且具有很 大的实际意义。６长安大学硕士学位论文第二章汽车操纵稳定性的评价方法汽车的操纵稳定性由于受研究目的、驾驶任务、人为感觉及环境条件等多种因素影 响，使其研究和评价错综复杂。关于汽车操纵稳定性研究和评价方面发表的文章已经不 计其数，并且提出了各种复杂的仿真模型、评价指标、试验方法和试验手段，但是迄今 为止还没有找出公认的客观定量评价操纵稳定性的好方法。因此现在汽车工业仍然以对样车的主观评价作为最终的开发手段【２３１２５１。目前，对于操纵稳定性的研究和评价主要从 下面几个方面进行【２６Ｊ：（１）通过试验＜包括场地试验和模拟试验），测量开环和闭环条件下汽车的主要运 动量，研究汽车及人一车闭环系统的特性，并对此进行研究和评价；（２）通过试验中驾驶员的主观感觉，对汽车的特性进行研究和评价：（３）通过汽车动力学模型和人一车闭环系统模型，从理论上来研究和评价汽车的操纵稳定性。２．１汽车操纵稳定性开环评价开环评价中，一般是给转向盘一个规则输入，测量汽车的相应参数，并以此作为评 价系统好坏的指标。目前开环评价方法主要包括稳态和瞬态评价。２．１．１稳态响应、所谓稳态，是指没有外界扰动、车速恒定、转向盘上的指令固定不变，汽车的输出 运动达到稳定平衡的状态。虽然这种“稳态＂在汽车的实际运行中很少出现，但有助于 对汽车的动态表现做结构上的分析，便于找出改进的方向。 汽车的等速圆周行驶，即汽车转向盘角阶跃输入下的稳态响应，虽然在实际行驶中不常出现，确实表征汽车操纵稳定性的一个重要的时域响应，一般称它为汽车的稳态转 向特性。汽车的稳态转向特性分为三种类型：不足转向特性、中性转向特性和过度转向特性【６１。在前轮角阶跃输入下的等速圆周行驶，常用输出与输入的比值，如稳态横摆角速度增益，也称为转向灵敏度，以ｆ冬１表示【２７】，如式２．１所示：＼０／．７第二章汽车操纵稳定性的评价方法（詈）。２了：赫ｍ式中：．ａ２了＋ｕ盔／＿＿ｋ乙＿Ｌ７（２．１）ａ为汽车质心至前轴的距离； ｂ为汽车质心至后轴的距离； ｍ为汽车质量；三为汽车轴距，三＝ａ＋ｂ：幺为汽车前轴的轮胎侧偏刚度； 效为汽车后轴的轮胎侧偏刚度。其中Ｋ＝罟（昙一鲁］称为稳定性因数，其单位为Ｊ２，聊２，是表征汽车稳态响应的一个重要参数。 根据Ｋ的数值，汽车的稳态响应可分为三类：Ｋ＞０时 Ｋ＝０时 Ｋ＜０时不足转向 中性转向 过度转向操纵良好的汽车应具有适度的不足转向特性，即Ｋ＞０。一般汽车不应具有过度转 向特性，也不应具有中性转向特性，因为中性转向汽车在使用条件变动时，有可能转变 为过度转向特性。过度转向汽车达到临界车速时将失去稳定性。 现代轿车在侧向加速度为０．３ ｇ时的平均Ｋ值为０．００２４ｓ２／ｍ２，在Ｏ．５ ｇ时的平均Ｋ值为０．００２６ｓ２／ｍ２。稳态横摆角速度增益不能太大，一面由于驾驶员无意识所做的轻微转动转向盘而引 起车辆很大的响应。另一方面又不能太小，不然为了操纵车辆而要费力地、过大地转动转向盘。原联邦德国几个大学的汽车研究所通过对近代小轿车进行试验后统计得出：轿车的稳态横摆角速度增益为Ｏ．１６―０．３３ ｍ～。其中，万为转向盘转角，以为汽车横摆角速度。 相应的试验工况为：甜＝２２．３５ｍ／ｓ，ａｙ＝Ｏ．４９。８长安大学硕士学位论文２。１．２瞬态响应 汽车的操纵稳定性同汽车行驶时的瞬态响应有密切关系。常用转向盘角阶跃输入下 的瞬态响应来表征汽车的操纵稳定性。以汽车横摆角速度响应作为主要的评价量进行描 述【６１。 通常用瞬态响应中的几个参数来表征响应品质的好坏，这些参数如下所述：（１）横摆角速度波动时的固有频率ｑ。，如式（２．２）所示：哆ｏ２三“（２．２）ｑ。值是评价汽车瞬态响应的一个重要参数，ｑ。值应该高些为好。 （２）阻尼比ｆ，如式（２．３）所示：ｆ：土：±塑掣丝丝幽：型警兰丝兰丝旦 ２哗√警（１＋觑ｚ）’２ｑ。ｍ２Ｌ√聊Ｌ毛卿＋砌２）（２．３）Ｖ ｍｌ，原联邦德国及所大学的汽车研究所通过大量试验，给出近代轿车ｑｌ／ｑｏ×１００％＝１１２％－１６５％，相应的试验工况为“＝３１．３ｍ／ｓ，口，＝０．４９。由此推算出相应的阻尼比彳＝Ｏ．５～０．８，在此区间，希望阻尼比越大越好。一反应时间ｆ是指角阶跃转向输入后，横摆角速度第一次达到稳态值ｑ。所需要的时 间。在有的文献中也有达到０．９ ｍ，．。或０．６３ ｑ。值所需要的时间，但作为定性分析，无本ｆ二斗竖堡型］哆ｏ√ｌ一善２（４）达到第一峰值ｑ。的时间占㈦４，通常用到达第一峰值ｑ．的时间ｓ作为评定汽车瞬态横摆响应反应快慢的参数。ｓ又第二章汽车操纵稳定性的评价方法占：竺竺［堡红ｆ占＝――――ｊ。乍＝＝＝＝―一＋ｆ娩２Ｌ．） ５一，ｑｏ√１一ｆ２原联邦德国几个大学的汽车研究所通过转向盘阶跃试验得到如下统计数值：近代轿车的ｃ＝Ｏ．２３～０．５９ｓ；试验工况为：车速为１１２ｋｍ／ｈ，侧向加速度为ａ，＝４ｍ／ｓ２，干路 面，ｄ嗔，．，／ｄｔ＝２００（。）Ｉｓ。（５）超调量Ｕ超调量Ｕ是指角阶跃转向输入后，横摆角速度最大值减去稳态横摆角速度值与稳态横摆角速度值之比，如式（２．６）所示： Ｕ：竺Ｌ二竺Ｑ ｑｏ（２．６）原联邦德国几所大学的汽车研究所通过大量转向盘角阶跃试验得到如下统计数值：在车速为１１２ ｋｍ／ｈ，侧向加速度ａ，＿４ ｍ／ｓ２的试验工况下，近代轿车的超调量Ｕ＝１２％一６５％。（６）汽车因数丁．Ｂ．峰道反应时间ｓ与质心侧偏角∥的乘积够即汽车因数，．曰．。原联邦德国几所大学的汽车研究所通过大量转向盘角阶跃试验得到如下统计数值：近代轿车的 丁．Ｂ．＝０．２５―１．４５ｓ（。），相应的试验工况为车速为１１２ｋｍ／ｈ，侧向加速度为ａｙ＝４ｍ／ｓ２。２．２汽车操纵稳定性闭环评价汽车的操纵稳定性最后应该是由驾驶员来评定的，操纵稳定性与驾驶者的操作特性 紧密相关。在汽车行驶中，驾驶员根据需要操纵转向盘使汽车作一定的转向运动；路面的凹凸不平，侧向风等也影响汽车的行驶。与此同时，驾驶员根据随之出现的道路、交通等情况和通过眼睛、手及身体感知到的汽车运动状况，经过头脑的分析、判断，修正他对转向盘的操纵。如此不断反复循环，驾驶员操纵汽车前进。由此可见，在人一车闭环系统中，驾驶员是作为一个反馈环节进行作用的。闭环评价试验一般驾驶员操纵汽车完成一个特定的驾驶任务。所选的驾驶任务从实际的汽车行驶中选取，使评价接近于实际交通情况。因此这种评价方法又称为任务性能１０长安大学硕士学位论文评价。由于驾驶员的反馈作用十分复杂，目前对于人一车闭环系统的理论研究还不很成 熟，人一车系统的汽车操纵稳定性只能是用试验方法来实际测定。在具体应用中闭环系 统既可由客观测量评价，又可进行主观评价，或由主观和客观一起评价。 到目前为止，虽然各国制定了大量的评价指标，但是公认、统一的评价指标体系还 没有制定出来。郭孔辉院士提出了轨道跟随好坏的误差指标、驾驶员操纵负担、翻车危 险性、侧滑危险和路感等单项评价指标以及所有单项指标加权组合成的综合评价指标， 指标的大小反映汽车操纵稳定性的差与好【２８】。２．２．１考虑道路跟随好坏的误差指标 （１）轨道误差指标，如式（２．７）所示：小“掣卜ｔａ为试验时间，ｓ。旺７）式中：ｆ（ｔ）为期望路径，ｍ；Ｅ为轨迹误差标准门槛，ｍ；ｙ（ｔ）为试验时汽车运动的实际轨迹，朋；（２）方向误差标准，如式（２．８）所示：。Ｊｅ２－－ｒ（“叫２斫式中：Ｕ为纵向速度，ｍ／ｓ； ∥为汽车质心侧偏角速度，ｒａｄ／ｓ；㈦８，助质心侧偏角加速度标准门槛值，（３）道路跟踪的总误差标准ｍ／ｓ２。取上两项误差指标的加权平均值后的总误差指标，，，如式（２．９）所示：Ｊ Ｅ＝（２．９）其中，Ⅵ、ｗ２为加权值，一般情况下取Ｈ＝ｗ２＝１，以下同。第二章汽车操纵稳定性的评价方法２．２．２考虑驾驶员负担的评价标准 （１）忙碌程度汽车转向盘转角万（ｆ）和转向盘角速度万（ｆ）的大小直接影响驾驶员的忙碌程度，如式（２．１０）所示：小ｒ㈤纠２西＾泣㈨式中：万为转向盘角速度标准门槛值，ｒａｄ／ｓ。 （２）沉重程度转向盘力矩Ｌ是考查驾驶员的操纵负担的另一评价指标，转向盘力矩过大过小，都会影响行车安全性，如式（２．１１）所示：小Ｊｃａ（乙／乏）２出＾（２．１１）式中：Ｌ为转向盘力矩标准门槛值，Ｎ?ｍ。（３）驾驶员负担 取上面两项误差指标的加权平均值，如式（２．１２）所示：ｊ Ｂ＝（２。１２）２．２．３考虑翻车危险性的总方差指标汽车转弯时，如果汽车的侧向加速度或车身侧倾角过大，驾驶员就会有翻车的感觉， 精神负担随之加重。也因此影响了汽车的主动安全性。 （１）侧向加速度方差指标，如式（２．１３）所示：小ｒ㈤２出＾汜㈤式中：Ｙ为侧向加速度标准门槛值，ｍ／ｓ２。（２）侧倾角方差指标，如式（２．１４）所示：１２长安大学硕士学位论文小叫咖＾（２．１４）式中：≯为汽车侧倾角标准门槛值，ｔａｄ。 （３）翻车危险性总指标，如式（２．１５）所示： 以＝２．２．４考虑侧滑危险的总方差指标 如式（２．１６）所示：（２．１５）纠（半卜乩２Ｌ∥（２．１６）／式中：卧逆为汽车前后车轮侧向力，Ｎ：Ｃ。、Ｃ：为汽车前后车轮垂直载荷，Ｎ；励墨／兄的标准门槛值。以＝ｍａｘ（以。，以：）＾一ｒ陪卜袅式中： 尼路感指标的标准门槛值。２．２．６综合评价指标（２．１７）巳：腼、 ＿。＝瓜五为俱¨向力Ⅱ速度均方差和转向盘力矩均方差。汽车的主动安全性与上述齐顶评价指标均有关，将上述各单项评价指标加权组合， 取其加权平均值建立一个考虑因素全面的闭环综合评价指标，如式（２．１８）所示。１３第二章汽车操纵稳定性的评价方法＇）Ｔ＝（２．１８）２．３汽车操纵稳定性一般试验方法随着对汽车操纵稳定性的进一步研究和分析以及汽车检侧技术的发展，我国对汽车 操纵稳定性的试验方法和评价方法标准也进行了修订和完善，现阶段主要依据ＧＢ／Ｔ６３２３．１９９４［２９１和ＱＣ／Ｔ４８０．１９９９［３０１来进行汽车操纵稳定性的试验与评价。包括的试验和评价指标有：（１）ＧＢ／Ｔ６３２３．１―９４，汽车操纵稳定性试验方法一蛇行试验。 （２）ＧＢ／Ｔ６３２３．２．９４，汽车操纵稳定性试验方法一转向瞬态响应试验（转向盘转角阶跃输入）。（３）ＧＢ／Ｔ６３２３．３．９４，汽车操纵稳定性试验方法一转向瞬态响应试验（转向盘转角脉冲输入）。（４）ＧＢ／Ｔ６３２３．４．９４，汽车操纵稳定性试验方法一转向回正性能试验。 （５）ＧＢ／Ｔ６３２３．５．９４，汽车操纵稳定性试验方法一转向轻便性试验。 （６）ＧＢ／Ｔ６３２３．６．９４，汽车操纵稳定性试验方法一稳态回转试验。（７）ＱＣ／Ｔ４８０．１９９４，汽车操纵稳定性指标限值与评价方法。２．４本章小结汽车操纵稳定性是汽车运动性能的主要特性。本章中，系统的介绍了开环、闭环系 统汽车操纵稳定性的评价方法。详细介绍了汽车转向盘角输入下的稳态响应和瞬态晌应 评价方法，以及郭孔辉院士提出的综合评价指标。最后介绍了汽车操纵稳定性试验和评 价方法相应的国家标准ＧＢ／Ｔ６３２３．１９９４和ＱＣ／Ｔ４８０―１９９９。１４长安大学硕士学位论文第三章虚拟样机技术及ＡＤＡＭＳ３．１虚拟样机技术３．１．１虚拟样机技术的基本概念 虚拟样机技术又称为动态仿真技术，是指在产品设计开发过程中，将分散的零部件 设计和分析技术（指在某单一系统中零部件的ＣＡＤ和ＦＥＡ技术）揉合在一起，在计算机上建造出产品的整体模型，并针对该产品在投入使用后的各种工况进行仿真分析，预 测产品的整体性能，进而改进产品设计、提高产品性能的一种新技术ｆ３ｌ】。在传统的设计与制造过程中，首先是概念设计和方案论证，然后进行产品设计。在设计完成后，为验证设计，通常要制造样机进行试验，有时这些试验甚至是破坏性的。当通过试验发现缺陷时，又要回头修改设计并再用样机验证。只有通过周而复始的设计一试验一设计过程，产品才能达到要求的性能。这一过程是冗长的，尤其对于复杂的系 统，设计周期无法缩短，更不用谈对市场的灵活反映了。样机的单机制造增加了成本， 在大多数情况下，工程师为了保证产品按时投放市场而中断这一过程，使产品在上市时便有先天不足的毛病。在竞争的市场背景下，基于物理样机上的设计验证过程严重制约 了产品的质量的提高、成本的降低和对市场的占有。 虚拟样机技术是从分析解决产品整体性能及其相关问题的角度出发，解决传统的设 计与制造过程弊端的高新技术。在该技术中，工程设计人员可以直接利用ＣＡＤ系统所提供的各零部件的物理信息及其几何信息，在计算机上定义零部件间的连接关系并对机 械系统进行虚拟装配，从而获得机械系统的虚拟样机，使用系统仿真软件在各种虚拟环 境中真实地模拟系统的运动，并对其在各种工况下的运动和受力情况进行仿真分析，观 察并试验各组成部件的相互运动情况，它可以在计算机上方便地修改设计缺陷，仿真不 同的设计方案，对整个系统进行不断改进，直至获得最优设计方案以后，再做出物理样机。虚拟样机技术可使产品设计人员在各种虚拟环境中真实地模拟产品整体的运动及受力情况，快速分析多种设计方案，进行对物理样机而言难以进行或根本无法进行的试 验，直到获得系统级的优化设计方案。虚拟样机技术的应用贯穿在整个设计过程当中， 它可以用在概念设计和方案论证中，设计师可把自己的经验与想象结合在计算机内的虚拟样机里，让想象力和创造力充分发挥。当虚拟样机用来代替物理样机验证设计时，不１５第三章虚拟样机技术及ＡＤＡＭＳ但可以缩短开发周期，而且设计质量和效率得到了提高。 ３．１．２虚拟样机技术的形成与发展 虚拟样机技术源于对多体系统动力学的研究。工程中的对象是由大量零部件构成的 系统，对他们进行优化设计与性态分析时可以分为两大类。一类称为结构，他们的特征是在正常的工况下构件间没有相对运动，如房屋、建筑与各种车辆的壳体以及各种零部 件的本身。人们关心的是这些结构在受到载荷时的强度、刚度与稳定性。另一类称为机 构，其特征是系统在运行过程中这些部件间存在相对运动。如航空航天器、汽车与机车、 机器人等复杂机械系统。此外，在研究宇航员的空间运动、在车辆的事故中考虑乘员的 运动以及运动员的动作分析时，人体也可认为是躯干与各肢体间存在相对运动的系统。上述复杂系统的力学模型为多个物体通过运动副联接的系统，称为多体系统。 对于复杂机械系统，人们关心的问题大致有三类。一是在不考虑系统运动起因的情况下研究各部件的位置与姿态以及它们变化速度与加速度的关系，称为系统的运动学分 析。运动学分析中，系统中一个或多个构件的位置或相对位置与时间的关系是规定好的，其余构件的位置、速度和加速度与时问的关系，可以通过求解位置的非线性方程组和速 度、加速度的非线性方程组来确定。二是当系统受到静载荷时，确定在运动Ｓ，ＪＳＵ约下的系统平衡位置以及运动副静反力，这类问题称为系统的静力学分析，此时主要是分析在各种力的作用下，各构件的受力和强度问题。三是讨论载荷、系统与运动的关系，即动 力学问题。研究复杂机械系统在载荷作用下各部件的动力学响应是产品设计中的重要问题。己知外力求系统运动的问题归结为求非线性微分方程的积分，称为动力学正问题。已知系统的运动确定运动副的动反力的问题是系统各部件强度分析的基础，这类问题称为动力 学的逆问题。现代机械系统离不开控制技术，产品设计中经常遇到这样的问题，即系统 的部分构件受控，当他们按某已知规律运动时，讨论在外载荷作用下系统其他构件如何运动，这类问题称为动力学正逆混合问题。随着国民经济的发展和国防技术的需要，机械系统越来越复杂，表现为这些系统在构型上向多回路与带控制系统的方向发展。机械系统的大型化与高速运行的工况使机械 系统的动力学性态变的越来越复杂。复杂机械系统的运动学、静力学与运动学的性态分 析、设计与优化向科技工作者提出了更大的挑战【３２１。２０世纪６０年代，古典的刚体力学、分析力学与计算机相结合的力学分支一多体系１６长安大学顾士学位论文统动力学在社会生产实际需要的推动下产生了。其主要任务是：建立复杂系统运动学和 动力学程式化的数学模型，开发实现这个数学模型的软件系统，用户只需输入描述系统 的最基本数据，借助计算机就能自动进行程式化处理；开发和实现有效的处理数学模型 的计算方法与数值积分方法，自动得到运动学规律和动力学响应；实现有效的数据后处 理，采用动画显示、图表或其他方法提供数据处理结果。目前多体系统动力学已形成了 比较系统的研究方法。其中主要有工程中常用的以拉格朗日方程为代表的分析力学方法、以牛顿一欧拉方程为代表的矢量学方法、图论方法、凯恩方法和变分方法等。由于多体系统的复杂性，在建立系统的动力学方程时，采用系统独立的拉格朗日坐 标将非常困难，而采用不独立的笛卡儿广义坐标比较方便；对于具有多余坐标的完整或 非完整约束系统，用带乘子的拉式方程处理是十分规格化的方法。导出的以笛卡儿广义 坐标为变量的动力学约束方程是与广义坐标数目相同的带乘子的微分方程，还需要补充 广义坐标代数约束方程才能封闭。Ｃｈａｃｅ等人应用吉尔（Ｇｅａｒ）的刚性积分算法并采用稀疏矩阵技术提高了计算效率，编制了ＡＤＡＭＳ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ ＤｙｎａｍｉｃＭｅｃｈａｎｉｃａｌＡｎａｌｙｓｉｓ ｏｆＳｙｓｔｅｍ）程序；Ｈａｕｇ等人研究了广义坐标分类、奇异值分解等算法，编制了ＤＡＤＳ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ ｓｙｓｔｅｍ）程序。Ｒｏｂｅｒｓｏｎ和Ｗｉｔｔｅｎｂｕｒｇ等人创造性的将图论引入多体系统动力学，利用图论的一些 基本概念和数学工具描述机械系统各物体之间的结构特征。借助图论工具可使各种不同 结构的系统能用统一的数学模型来描述，以相邻物体之间的相对位移作广义坐标导出多体系统的一般形式的动力学方程。Ｓｃｈｉｅｈｌｅｎ等人采用牛顿一欧拉方法对多体系统进行建模。由于随着组成多体系统 物体数目的增多，物体之间的连接情况和约束方式就会变的非常复杂，当对作为隔离体 的单个物体列出牛顿一欧拉方程时，铰约束力的出现使未知变量的数目明显增多，因此 牛顿一欧拉方法必须加以发展，制定出便于计算机识别的刚体联系情况和铰约束形式的 程式化，并自动消除铰的约束能力。Ｓｃｈｉｅｈｌｅｎ等人在列出牛顿一欧拉方程后，将不独 立的笛卡儿广义坐标变换成独立变量，对完整约束系统用达伦贝尔原理消除约束反力， 对于非完整约束，则运用Ｊｏｒｄａｎ原理消除约束反力最后得到与系统自由度数目相同的 动力学方程，并编制了计算机程序ＮＥＷＥＵＬ。尽管虚拟样机技术的核心是机械系统运动学、动力学、和控制理论，但没有成熟的三维计算机图形技术和基于图形的用户界面技术，虚拟样机技术也不会成熟。虚拟样机技术在技术与市场两个方面的成熟也与计算机辅助设计（ＣＡＤ）技术的成熟及大规模推１７第三章虚拟样机技术及ＡＤＡＭＳ广应用分不开。首先，ＣＡＤ中的三维几何造型技术能够使设计师们的精力集中在创造性设计上，把绘图等繁琐的工作交给计算机去做。这样，设计师就有额外的精力关注设 计的正确与优化问题。其次，三维造型技术使虚拟样机技术中的机械系统描述问题变的 简单。第三，由于ＣＡＤ强大的三维几何编辑修改技术，使机械系统设计的快速修改变 为可能，在这基础上，在计算机上的设计―试验一设计的反复过程才有时间上的意义。虚拟样机技术的发展也直接受其构成技术的制约，主要表现在对计算机硬件的依赖。数值方法上的进步发展也会对基于虚拟样机的仿真速度及精度有积极的影响。综上所述，虚拟样机技术是许多技术的综合，其核心部分是多体系统运动学与动力 学建模理论及其技术实现，数值算法提供了求解这种问题的有效快速算法，ＣＡＤ／ＦＥＡ 等技术的发展为虚拟样机技术的应用提供了技术环境。 ３．１．３虚拟样机技术的技术应用 机械系统的种类繁多，虚拟样机分析软件在进行机械系统运动学和动力学分析时， 还需要融合其他相关技术。为了能够充分发挥不同分析软件的特长，有时可能希望虚拟样机软件可以支持其他机械系统计算机辅助工程（ＭＣＡＥ）软件，或者反过来，虚拟样机软件的输入数据可以由其他的专用软件产生。 一个优秀的虚拟样机分析软件除了可以进行机械系统运动学和动力学分析，还应包 含以下技术：（１）几何形体的计算机辅助设计（ＣＡＤ）软件和技术。用于机械系统的几何建模，或者用来展现机械系统的仿真分析结果。 （２）有限元分析软件和技术。可以利用机械系统的运动学和动力学分析的结果， 确定进行有限元分析的外力和边界条件。或者利用有限元分析对构件应力、应变和强度 进行进一步的分析。 （３）模拟各种各样作用力的软件编程技术。虚拟样机软件运用开发式的软件编程技术来模拟各种力和动力，例如风力、电动力等，以适应各种机械系统的要求。（４）利用实验装置的结果进行某些构件的建模。实验结果经过线性化处理输入机 械系统，成为机械系统模型的一个组成部分。 （５）控制系统的设计与分析软件技术。虚拟样机软件可以运用传统和现代的控制 理论，进行机械系统的运动仿真分析。或者，可以应用其他专用的控制系统分析软件， 进行机械系统和控制系统的联合分析。１８长安大学硕士学位论文（６）优化分析软件和技术。运用虚拟样机技术进行机械系统的优化设计和分析， 是一个重要应用领域，通过优化分析，确定最佳设计结构和参数值，使机械系统获得最 佳的综合性能。 虚拟样机技术的研究范围主要是机械系统运动学和动力学分析，其核一Ｉｉ，是利用计算 机辅助分析技术进行机械系统的运动学和动力学分析，以确定系统及其各构件在任意时 刻的位置、速度和加速度，同时，通过求解代数方程组确定引起系统及其各构件运动所 需的作用力及其反作用力。 虚拟样机技术已经广泛应用到汽车制造业、工程机械、航天航空业、国防工业及通 用机械制造等领域。应用虚拟样机技术，可以在计算机上建立样机模型，对模型进行各 种动态性能分析，然后改进样机设计方案，用数字化形式代替传统的实物样机实验。运 用虚拟样机技术，可以大大简化机械产品的设计开发过程，大幅度缩短产品开发周期， 大量减少产品开发费用和成本，明显提高产品质量，提高产品的系统性能，获得最优化和创新的设计产品。３．２３．２．１ＡＤＡＭＳＡＤＡＭＳ软件简介ＡＤＡＭＳ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｄｙｎａｍｉｃ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｓｙｓｔｅｍ）软件是美国ＭＤＩ（Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｄｙｎａｍｉｃ Ｉｎｃ．）公司（现已被ＭＳＣ合并）开发的机械系统动力学仿真分析软件，它使用交互式图形环境和零件库、约束库、力库，创建完全参数化的机械系统几 何模型，其求解器采用多刚体系统动力学理论中的拉格朗日方程方法，建立系统动力学 方程，对虚拟机械系统进行静力学、运动学、动力学分析，输出位移、速度、加速度和 反作用力曲线。 ＡＤＡＭＳ软件的仿真可用于预测机械系统的性能、运动范围、碰撞检测、峰值载荷 以及有限元的输入载荷等。它的核心仿真软件包括交互式图形环境ＡＤＡＭＳ／ＶＩＥＷ和 仿真求解器ＡＤＡＭＳ／ＳＯＬＶＥＲ，以及其他扩展模块。 ＡＤＡＭＳ／ＶＩＥＷ（界面模块）是以用户为中心的交互式图形环境，它提供丰富的零 件几何图形库、约束库和力库，将便捷的图标操作、菜单操作、鼠标点取操作与交互式图形建模、仿真计算、动画显示、优化设计、Ｈ曲线图处理、结果分析和数据打印等功能集成在一起。 ＡＤＡＭ／ＳＯＬＶＥＲ（求解器）是ＡＤＡＭＳ软件的仿真“发动机”，它自动形成机械系１９第三章虚拟样机技术及ＡＤＡＭＳ统模型的动力学方程，提供静力学、运动学和动力学的解算结果。ＡＤＡＭＳ／ＳＯＬＶＥＲ有各种建模和求解选项，以便精确有效地解决各种工程问题。 ＡＤＡＭＳ／ＣＡＲ（轿车模块）是ＭＤＩ公司与Ａｕｄｉ、ＢＭＷ和Ｒｅｎａｕｌｔ等公司合作开发 地整车设计模块，它能够快速建造高精度地整车虚拟样机，其中包括车身、悬架、传动 系统、发动机、转向机构、制动系统等，可以通过高速动画直观再现各种试验工况下整 车地动力学响应，并输出标志操纵稳定性、制动性、平顺性和安全性地特征参数［３３－３４１。３．２．２ＡＤＡＭＳ的理论基础和求解方法动力学方程的求解速度很大程度上取决于广义坐标的选择。ＡＤＡＭＳ用刚体ｆ的质心笛卡儿坐标和反映刚体方位的欧拉角（或广义欧拉角）作为广义坐标【３５１。ＡＤＡＭＳ程序采用拉格朗日乘子法建立系统运动方程，如式（３．１）所示：丢［薏］ｒ一（吾］ｒ＋鳄ｐ＋《∥＝Ｑ≯（ｇ，ｔ）＝０ ｔｇ（ｑ，ｑ，ｆ）＝０（３．１）式中：ｑｂ（ｑ，ｔ）＝０是完整约束方程；ｔｇ（ｑ，ｑ，ｔ）＝０是非完整约束方程； ｒ为系统动能； ｇ为系统广义坐标列阵； Ｑ为广义力列阵； Ｐ为对应于完整约束的拉氏乘子列阵； ∥为对应于非完整约束的拉氏乘子列阵。 重新改写式（３．１）为更一般的形式，如式（３．２）所示： Ｆ（ｑ，Ｕ，Ｕ，旯，ｆ）＝０ Ｇ（ｕ，ｇ）＝Ｕ―ｑ＝０ ①（ｇ，ｆ）＝０（３．２）２０长安大学硕士学位论文式中：ｑ为广义坐标列阵； ｇ，ｇ为广义速度列阵； 名为约束反力及作用力列阵； ，为系统动力学微分方程及用户定义的微分方程； ①为描述约束的代数方程列阵。定义系统状态矢量ｙ：［ｑｒ，ｕｒ，Ａｒ丫则式（３．２）可写成单一矩阵方程，如式（３．３）所示：ｇ（Ｙ，Ｙ，ｆ）＝０（３１３）在进行动力学分析时，ＡＤＡＭＳ采用两种算法： （１）提供三种功能强大的变阶、变步长积分求解程序：ＧＳＴＩＦＦ积分器，ＤＳＴＷＦ 积分器和ＢＤＦ积分器来求解稀疏藕合的非线性微分代数方程，这种方法适于模拟刚性 系统（特征值变化范围大的系统）。 （２）提供ＡＢＡＭ积分求解程序，采用坐标分离算法，来求解独立坐标的微分方程， 这种方法适于模拟特征值经历突变的系统或高频系统。 对应于前面所述的机械系统三种不同性质的分析，ＡＤＡＭＳ软件也有相应的各种方程建立方法。（１）在进行静力学、准静力学分析时，分别设速度、加速度为零，得到如式（３．４）所示的静力学方程：， ． ．ＬＶ●Ｉ＿、竺∞翌∞翌幻ｏ鼢翎，ｑ。已知（３．４）（２）运动学分析是研究零自由度系统位置、速度、加速度和约束反力，因此只需 求解系统的约束方程，如式（３．５）所示：①（ｇ，ｔ。）＝０（３．５）任一时刻乙位置的确定，可由约束方程的Ｎｅｗｔｏｎ―Ｒａｐｈｓｏｎ迭代求得，如式（３．６） 所示：２１第三章虚拟样机技术及ＡＤＡＭＳ甜旷劬魄以）式中：Ａｑｊ＝ｇ¨一ｑ』，歹表示第，次迭代（３．６）ｔ。时刻速度，加速度的确定，可由约束方程求一阶、二阶时间导数得到，如式（３．７）（詈弘＝一｛拿＋喜喜去沆毒＋昙（等）５＋苦（詈）占）（３∽乙时刻约束反力的确定，可由带乘子的拉格朗日方程得到，如式（３．８）所示：（詈）ｒ旯＝｛一丢（薏］ｒ＋（鼍）ｒ＋Ｑ｝３．３（３．８）本章小结本章探讨了虚拟样机技术的形成、发展以及相关应用，对多体系统动力学软件ＡＤＡＭＳ的核心模块及扩展模块进行了简单的介绍，并且阐述了ＡＤＡＭＳ的计算方法和 求解过程，对于车辆这样的大型动力学系统的建模，掌握软件的内部算法对分析结果有 重要的意义。Ｋ虫大学顶士学拉论文第四章前悬架转向系统运动特性仿真对悬架的运动学分析要从悬架运动学和弹性运动学两个方面进行。悬架运动学研究 的是由于车身与车轮发生相对运动而产生的包括反映车轮定位、车身俯仰等悬架相关性 能指标的变化特性，因此研究和评价悬架运动学方法的实质就是给悬架系统输入一种运 动，对各种悬架运动学输出特性进行研究和评价：悬架弹性运动学研究的是由于悬架系 统受到车轮处的侧向和纵向力或力矩而产生的车轮定位等悬架性能指标的变化特性．因 此研究和评价悬架弹性运动学方法的实质就是给悬架系统输入各种不同的力或力矩．对 各种悬架弹性运动学输出特性进行研究和评价口””】。４１前悬架转向系统模型建立以某Ａ级车为原型基础．参照ＡＤＡＭＳ／ＣＡＲ中的双横臂独立悬架模板，修改各个关键点参数及各个杆件的质量、转动惯量等参数，建立了前悬架的多刚体模型，如图４１所示。图＾１前悬架的多刚体模型（ｒ９１）为了使仿真模型更加真实，还另外建立了４种不同方案，其中图４．２为多刚体修改 模型（转向轴外扩２５ｍｍ），图４ ３、图４．４为两种不同的原车多柔体模型，图４ ５为多 柔体修改模型（转向轴外扩２５卅ｍ）。掘日章前悬架转向系统运动特性仿真擎ｒ■。图４．２多刚体修改模型（ｒ９２），／爹。；图４．４原车多体模型２（ｆｆ２）ｆ■筝． 、ｌ 鹭、 夸§Ｙ ｆ 《。Ｙ Ｙ ｆ～、黾≮－０、§．擎一。，图４．３原车多柔体模型１（仇）图４５多柔体修改模型（ｔ１＂３）４２悬架转向系统运动特性仿真分析悬架转向系统各种运动特性参数的计算是通过悬架的几何分析、悬架的柔度矩阵分 析得到的。其中几何分析是指悬架转向系统在悬架跳动、侧倾、转向系转向等各种运动 输入下，悬架转向系统中各物体的位置和方向的变化，许多车辆参数的计算都是通过几 何分析进行的。 在悬架的几何分析中，主要参数有主销内倾角（车身前视图主销轴与垂直轴的央 角）、车轮外倾角（车轮中心平面与车辆中心垂直面的兴角）、主销后倾角（车身俯视图 主销轴与垂直轴的央角）、自口束角（车轮ｒ｛ｆｌ心平面与车身纵向平面的夹角）等【４“。４．２《一一Ｉ左右车轮平行跳动试验仿真分析 左右车轮平行跳动试验方法是悬架运动特性分析的基本方法…】。对悬架的运动特性长安大学硕士学位论文分析一般都要进行该项分析。左右车轮平行跳动试验实际上是对车轮遇到障碍物时悬架的运动、路面不平引起的颠簸运动、汽车加减速时车身纵倾引起的悬架运动和车身侧倾 时引起的悬架运动等较多运动的综合分析。左右车轮平行跳动试验仿真分析是分析悬架 运动合理性的重要依据，较为全面地反映了悬架的运动特性。在悬架测试台上对双横臂式独立悬架进行两侧车轮垂直上下跳动时的运动学仿真，车轮从静平衡位置开始，上下跳动范围为［．１００ｍｍ，１００ｍｍ】，分析悬架系统几何分析 相关参数随车轮跳动行程的变化关系，由于汽车前左、右轮的中的一个参数就可以说明 问题，因此，如果不做特殊说明，本章中车轮定为参数等均采用左轮的定位参数。几何 分析相关参数（车轮外倾角、主销内倾角、主销后倾角、前束角）随轮心跳动变化曲线 如图４．６～图４．９所示。车轮外倾角是影响汽车操纵稳定重要参数。车轮上跳及车轮回落时的外倾变化对车 辆直线行使稳定性、稳态转向特性和轮胎的磨损等都有较的大影响。由图４．６可知，在车轮上下跳动１００ ｍｍ行程过程中车轮外倾角变化较小，曲线变化比缓和，五种模型曲 线差别不大。这对于防止制动时因左右制动力误差造成的直线行驶稳定性变坏和减小外 倾角引起的地面对轮胎的侧向力使汽车跑偏的趋势都是有利的，对减少轮胎的磨损是有 利的。 主销内倾角主要对轮胎的回正作用产生影响，主销偏移距对地面纵向力作用下汽车 保持直线行驶的稳定性而不发生跑偏具有重要的影响。地面对轮胎的纵向作用力，特别 是制动时的地面制动力和驱动轮的驱动力，会使车轮产生绕主销的转动力矩，从而影响 汽车的行驶稳定性、车轮回正性、转向稳定性。主销内倾角和主销偏移距的主要影响是 通过二者的共同作用使得稳定性、轻便性和回正性得到较好地协调。由图４．７可以看出，在车轮的向上跳和下跳过程中，主销内倾角增大幅度较小，相应地主销偏移距增大幅度 较大，这样可以提供较大的低速回正力矩，但可能对轮胎产生磨损，各曲线变化幅度相 当，其中模型仍曲线在随轮心跳动时初始值比其他曲线小。 主销后倾角的作用是当汽车直线行驶偶然受外力作用而稍有偏转时，主销后倾将产生车轮转向反方向的力矩使车轮自动回正，可保证汽车直线行驶的稳定性。后倾角越大车速越高，稳定力矩越大，但后倾角不宜过大，否则在转向时会导致转向沉重，而且过 大会造成外侧转向轮的外倾角向负方向变化，最终导致破坏汽车的行驶稳定性。由图４．８可以看出，各曲线主销后倾角在车轮上、下跳过程中逐渐增加且变化量不是很大。 这表明，在车轮跳动过程中使汽车的转向轻便性和高速直线行驶稳定性得到了较好的协２５第四章前悬架转向系统运动特性仿真调。自，即一ｔ１６互“ｑ一（ｍ）图４．６车轮外倾角随轮心跳动的变化曲线ｔ菩一ｏｊ｛“ｑｍ（＿ｎ，图４．７主销内倾角随轮心跳动的变化曲线“啊加（１●砷’图４．８主销后倾角随轮心跳动的变化曲线２６长安大学硕士学位论文车轮上跳及车轮下落时的车轮前束变化对车辆的直行稳定性、车辆的稳态响应特性 有很大的影响，而且在汽车行驶中保持前束不变比在汽车静止时有一个正确的前束更为 重要。为了确保良好的直行稳定性和转向时的不足转向特性，希望前轮上跳时呈弱负前 束变化。由图４．９知，在平衡位置时的车轮前束角为负的Ｏ．０３ ｏ左右，在车轮从初始位 置上跳时，是呈较弱的负前束变化，能做到使汽车具有较好的直行稳定性和转向时的不 足转向特性。但是在车轮下落过程中，呈现了较大的车轮正前束变化，由于较大的正前 束容易引起车辆偏摆和侧倾频率响应特征的共振，这对汽车的直线行驶稳定性和转向时 的操纵性都是不利的，而且大的前束变化对轮胎的磨损也是不利的。图４．９前束角随轮心跳动的变化曲线图４．１０车轮外倾角随车身侧倾角的变化曲线２７第四章前悬架转向系统运动特性仿真４．２．２侧倾垂直力输入试验仿真分析 转弯是汽车经常发生的工况，汽车左转时车身会向右倾，汽车右转时车身会向左倾， 另外汽车在遇到侧向风等外力时车身也会发生侧倾。因此车身的侧倾是汽车行驶中很常 见的行使工况，分析车身侧倾时悬架的运动学特性应该是悬架特性分析的重要内容【４２１。 在进行侧倾垂直力输入试验仿真时，需要给定悬架模型两种输入，一种是输入车身发生 侧倾时的角度变化范围，一个是左右车轮所受到的总的垂直力。 在仿真分析中悬架模型模拟车身从负的最大侧倾角到正的最大侧倾角的侧倾运动， 同时保持左右车轮所受到的总的垂直力不变，在此过程中计算出相关悬架特性参数的变 动情况，通过后处理得到有关的悬架特性参数随车身侧倾角度发生变化的特性曲线，进 而可以分析在车身侧倾过程中悬架运动特性的好坏。在对悬架系统进行侧倾垂直力分析 过程中，车轮外倾角会因悬架导向杆系的运动产生侧倾外倾（角）；车轮外倾角会因悬 架导向杆系的变形产生变形外倾（角）；车轮转向角会因为悬架导向杆系的运动而产生 侧倾转向（角）；车轮转向角会因为悬架导向杆系变形而产生变形转向角；车轮转向角 会因为转向传动机构杆系变形而产生变形转向角。所以，在进行侧倾引起的悬架运动学 特性仿真分析时反映转向性能的主销偏移距和主销后倾拖距和反映对轮胎磨损的轮距 等悬架参数。另外，车轮定位参数的变动特性也应进行分析。 本文在仿真分析中，输入施加在车轮上的总垂直支承力，并给悬架系统输入在一定 范围内变化的侧倾角，以此来模拟车身的侧倾运动引起的悬架运动得到悬架有关性能参 数随该输入的变化关系曲线。一般要求车身侧倾角不超过．６０～７．５０。所以，在仿真时给 悬架系统输入了由．７．５ ｏ～７．５ ｏ度线性渐增的侧倾角，这样便于比较全面地反映出悬架运 动学参数随车身侧倾角在较大范围内的变动的情况。仿真分析得出的双横臂悬架运动特 性几何分析相关参数随侧倾角变化关系的情况如图４．１啦图４．１３所示。 由图４．１０可以看出，各曲线变化幅度相当，在悬架侧倾过程中，车轮外倾角的变 化量不大，较小的外倾角变化对保持汽车具有较好的不足转向是有利的。 由图４．１ｌ可以看出，在车身侧倾角由负的最大值到正的最大值运动过程中，主销 后倾角逐渐减小到５．４０左右再逐渐增大。我们知道当汽车直线行驶偶然受到外力作用 而稍有偏转时，正的主销后倾产生的回正力矩使车轮自动回正，可保证汽车直线行驶的稳定性。长安大学硕士学位论文＾訇一【ｄ哪图４．１１主销后倾角随车身侧倾角的变化曲线＇３０＇２Ｄ１１Ｄ’ＯＯ霉９ｎ量。。ｒＤ ８由ＳＯ●Ｏ．１０Ｄ ＿５Ｄ＾Ｉ咖㈣ＤＤ５ＤｌＯＤ图４．１２主销内倾角随车身侧倾角的变化曲线孽ｐ）ｅ１６｛＾－＇和（删图４．１３前束角随车身侧倾角的变化曲线由图４．１２可以看出，在车身侧倾负最大值到正最大值的过程中，双横臂的主销内２９第四章前悬架转向系统运动特性仿真倾角逐渐减小，但变动量不大，这样使得左右车轮绕主销旋转的力矩不会太大，不容易 造成汽车的不稳定行驶现象，其中ｆ］［３的初始值最小。主销偏移距逐渐减小，从而减小了驾驶员加在方向盘上的力，使转向操纵轻便，同时也可减少从转向轮传到方向盘上的 冲击力。４．３本章小结本章建立了该车前双横臂式独立悬架虚拟测试平台，在这个测试平台的基础上对５ 种悬架进行运动学和弹性运动学仿真分析，包括：左右车轮平行跳动试验仿真分析、侧倾垂直力输入试验仿真分析，并分析总结了悬架相关几何分析相关参数的变化情况。最 后得出以下结论：１．在这两种仿真试验中可以看出，车轮外倾角变动量都比较小，尤其是在侧向力 和回正力矩的作用下双横臂悬架系统对车轮外倾角的变动抑制比较好，基本上保证了外 倾角没有过大的变化，这对汽车的直行稳定性、转向轻便性、转弯时保证不足转向特性以及轮胎的磨损等都是比较有利的。２．车轮前束角在侧向力和回正力矩的作用下变动量比较小，这对汽车在转弯时的不足转向特性是比较有利的。但在制动力和平行轮跳的作用下变化量相对比较大，这对 汽车具体良好的直线行驶稳定性是不利的。３．通过五种曲线变化分析，为了使仿真更加接近真实，本文确定使用多柔体模型 舵作为整车模型的前悬架。３０长安人学硕士学位论文第五章整车模型建立５．１ＡＤＡＭＳ／ＣＡＲ建模基础ＡＤＡＭＳ／ＣＡＲ是ＭＤＩ公司与Ａｕｄｉ， ＢＭＷ，Ｒｅｎａｕｌｔ和Ｖｏｌｖｏ等公司合作开发的整车设计软件包，集成了他们在汽车设计，开发方面的专家经验，能够帮助工程师快速 建造高精度的整车虚拟样机，其中包括车身、悬架、传动机构、发动机、转向机构、制 动系统等，工程师可以通过高速动画直观地再现在各种试验工况下（天气、道路状况、 驾驶员经验等）整车的动力学响应，并输出标志操纵稳定性、制动性、乘坐舒适性和安 全性的特征参数，从而减少对物理样机的依赖，而仿真时间只是物理试验样机的几分之一＾５．２利用ＡＤＡＭＳ／ＣＡＲ建立整车仿真模型建立仿真模型是将汽车系统作一定程度的简化，使之以数学模型的形式来体现。在ＡＤＡＭＳ／ＣＡＲ里建立整车动力学仿真模型大致可以分为如下几个步骤【４３－４７１：（１）整车各个机械系统的分解以及物理模型的抽象；（２）获取各个子系统的结构参数，充分利用ＡＤＡＭＳ／ＣＡＲ自带的模板（Ｔｅｍｐｌａｔｅ）模型，在此基础上建立自己的模板文件； （３）获取各个子系统的几何参数、物理参数和力学特性参数，将之运用到上一步 骤里建立的各个模板文件中； （４）将（２）、（３）自己建立的模板文件转化成子系统（Ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ）文件； （５）将各子系统文件通过子系统间的通讯接口（Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｏｒ）建立起整车模型 （Ａｓｓｅｍｂｌｙ）文件； （６）根据各自不同的需要进行整车仿真，根据需要对各个子系统的参数进行调整； （７）针对仿真结果进行后处理。 ５．２．１整车参数的获取 整车的特征参数包括几何特性参数、质量特性参数、力学特性参数和外界参数等。 特征参数的准确性，对于整车仿真的建模工作有着极为重要的作用，应用多体系统动力 学建立机械系统仿真模型参数需要量大，参数准备工作量大，精度要求高。通常几何定 位参数（各运动部件之间的安装连接位置与相对角度等参数）和质量参数（零部件子系３１第五章整车模型建立统的质量、质心位置和转动惯量）的获得可以通过传统的图纸查阅法、计算法和试验获得。另外，质量、质心与转动惯量等质量参数，如果建模时未能提供相关参数，ＡＤＡＭＳ 视为均值材料自动计算，材料密度可以手动输入，ＡＤＡＭＳ缺省认为是铁制构件自动计算。在ＭＳＣ．ＡＤＡＭＳ／ＣＡＲ模板生成器中建立模板时首先要建立关键点（Ｈａｒｄ ｐｏｉｎｔ）和结构框架（Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｆｌａｍｅ），用来确定零件在空间的位置和方向；然后创建零件（包括普通零件、柔体零件和安装零件等），实际上建立的是零件的局部坐标系，并赋予零 件不同的几何形状；再建立弹簧、减振器等元件并用衬套和铰链等约束连接各零件：最 后建立车轮定位参数以及用于连接模板之间元件的交流器（ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｏｒ），就完成了模板。整车模型关键参数见表５．１。表５．１整车模型关键参数 车身质量 后桥总成质量 前悬架弹簧刚度 轴距 后轮距 主销后倾角 前轮外倾角 后轮外倾角９９５堙１００培１５．５４Ｎ／ｍｍ２５６０ｍｍ １５２０墩班５ ｏ±ｌｏ动力总成质量 车轮质量３００ｋｇ５０堙３２Ⅳ／ｍｍ１５００ｍｍＯ±６０ １００±５ ０±６０ｏ后悬架弹簧刚度前轮距 前轮前束 主销内倾角一０．５ ｏ±３ｏ后轮前束一ｌ ０４０’±２０’５。２。２前悬架模型 前悬架模型如图５．１所示。分析前双横臂式独立悬架多刚体模型，它包括：两个上摆臂、两个下摆臂、两减振 器上活塞杆、两减振器下活塞杆、车身、左右转向节（车轮通过转向毂与转向节相连，不考虑车轮绕车轴的旋转运动，则车轮与转向节可看成一个刚体），共９个刚体，２个弹性体。其中：左右上、下摆臂通过旋转铰和车身相连，通过球铰和转向节相连；减振 器上活塞杆通过万向节与车身相连；减振器下活塞杆通过万向节与下摆臂相连；减振器上、下活塞杆间通过圆柱副相连，即模型中共有４个球铰，４个旋转铰，２个圆柱铰，４ 个万向节铰。３２长盘大学硕ｉ学位论文●图童１前悬架系统模型５．２３转向系建模图５．４转向系统模型转向系模型如图５．４所示，齿轮齿条式转向器，一侧输入，中间输出。由转向盘、 转向管柱、转向轴、转向齿条、转向横拉杆等构成。转向盘与上段转向轴上端之间为固 定铰链，上段转向轴与车身之间为转动铰链，转向轴上段与中段、中段与下段之叫为万 向铰链．其与车身之州为圆柱铰链，转向轴下段与转向齿条之阃为耦合铰链，转向齿条 通过移动铰链与车身连接，可相对车身左右移动，转向横拉杆通过万向节与转向齿条连第五章整车模型建立接，另一端通过球面铰链与转向节总成连接。转向器壳体、转向柱管通过输入交流器连 接在车身模板上。 ５．２．４减震器模型减振器是由悬架系统的主要阻尼元件与弹性元件并联安装组成，车轮与车身间的相对振动，主要是通过减振器衰减的，即由于悬架匹配了适当的阻尼使得车身自由振动迅 速衰减，车身的强迫振动也会受到抑制。Ｄａｒｎｅｒ ｆｏｒｅｅ ｖＳ谢０ｃ～Ｆｋ＝ｍｄｉｌｓｆｌａｃａｒ＿ｓｈａＴｅｄ／ｄａｒｎｐｅｒｓＩｂＶｍｄＬ（］００１曲¨¨ｐｊ＿ｔ，－５●ｐ正＂．ａＯ．Ｏ｝｝…∥ 。ｉ≥ｊｊｊｊｊ ｊ；ｉｊｊ簟…Ｉ 夕；； ：：岁三？Ｉ……．ｊ／，，／；?一●●‘’………～“～一…～奄ｊ．４０００．０锄口?硼日口?＇ＱＯ．Ｏ，－．Ｏｚｗｍｏｎｌ－ＩＤ．Ｏ 伽口 ２０００．０ 硼口 枷口 锄卫 Ｖｄｏｄｙ（．ｍ：呻劬蛐制Ｊ，．．－－ＣｏｍｗｓｓｓｉｏｎＨｖｅｂｃ砷竹Ｉｒ岫ｃｏ『Ｉｄ）日越吲∞Ｈ一＇图５．２前减震器阻尼力．速度曲线图５．３后减震器阻尼力．速度曲线在ＡＤＡＭＳ／ＣＡＲ中建立减振器模型非常简单，首先建立一个用户自定义的减振器文件，然后利用属性对话框进行修改，可以直接在速度一力曲线上直接拖改，也可以通过参数列表进行准确的定义，最终自动进行拟合得到满意的非线性曲线，图５．２、图５．３ 为前、后减振器模型的特性曲线。 ５．２．５后悬架建模 利用ＡＤＡＭＳ／ＣＡＲ模块建立后悬架动力学仿真模型，如图５．５所示。 分析后双横臂式独立悬架模型，它包括：两个上摆臂、两个下摆臂、两减振器上活 塞杆、两减振器下活塞杆、车身、左右转向节（车轮通过转向毂与转向节相连，不考虑 车轮绕车轴的旋转运动，则车轮与转向节可看成一个刚体），共１１个刚体。其中：左右 上、下摆臂通过旋转铰和车身相连，通过球铰和转向节相连；减振器上活塞杆通过万向节与车身相连；减振器下活塞杆通过万向节与下摆臂相连；减振器上、下活塞杆间通过圆柱副相连，即模型中共有４个球铰，４个旋转铰，２个圆柱铰，４个万向节铰。３４Ｋｉ大学顿Ｊ学位诧丘图５．５后悬架系统模型５２６制动系建模采用ＡＤＡＭＳ／ＣＡＲ提供的制动系的模板，修改其参数得到制动系模型如图５．６所图５．６制动系统模型５２７动力传动系建模该车的动力传动系模型主要采用对ＡＤＡＭＳ／ＣＡＲ提供的模型进行修改得到，最终模型如图５ ７所示。需要修改的参数包括发动机ＭＡＰ图、离合器的承载能力、离合器的刚度、发动机第Ⅱ章整车模型建ｎ息速转速、发动机的转动惯量、发动机极限转速和变速器并档位传动比等。。一图５．７动力传动系统模型５．２８轮胎模型 轮胎性能的好坏对汽车操纵稳定性的影响至关重要，前后轮胎侧偏刚度的匹配直接决定了汽车的稳态响应是具有不足转向、中性转向、还是过度转向，是影响汽车操纵稳 定性的重要因素。因此，选择台适的轮胎模型才能保证所建整车虚拟样机模型的仿真结 果具有较高的精度和较真实地反应实际情况。圈５．８轮胎模型ＡＤＡＭＳ中提供了六种用于动力学仿真计算的轮胎模型，分别是Ｆｉａｌａ模型、ＵＡ（ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＡｒｉｚｏｎａ）模型、ＳＭＩＴＨＥＲＳ模型、Ｍａｇｉｃ Ｆｏｒｍｕｌａ模型、＿Ｌ｝ｊ户自定义模长安大学硕士学位论文型和Ｆｔｉｒｅ（柔性环轮胎）模型。其中，Ｆｉａｌａ模型是由Ｆｉａｌａ于１９５４年根据轮胎理论模 型推导出来的无量纲解析式模型，其特点是比较简单，但回正力矩误差较大，对于不考 虑联合滑动（纵向滑动和侧向滑动）情况下的侧向力计算精度尚可。ＵＡ模型是１９８８ 年由Ａｒｉｚｏｎａ大学的Ｎｉｋｒａｖｅｓｈ和Ｇｉｍ等人研究开发的，其特点是各方向的力和力矩由 耦合的侧偏角、滑移率、外倾角及垂直方向变形等参数显式地表达，该模型考虑了纵向 和侧向滑动的情况，比Ｆｉａｌａ模型提供了更准确的回正力矩；ＳＭＩＴＨＥＲＳ模型使用来自Ｓｍｉｔｈｅｒｓ ＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＳｅｒｖｉｃｅｓ的数据计算侧向力和回正力矩，使用Ｆｉａｌａ模型计算其余的力和力矩，该模型计算精度较高。Ｍａｇｉｃ Ｆｏｒｍｕｌａ模型（魔术公式模型），是世界上著名的轮胎模型，其函数表达式和数据格式与其他的轮胎模型不同，该模型所有的函数、公式 只用正弦和余弦这两个三角函数来表达。Ｆｔｉｒｅ模型将轮胎当作柔性体来处理，考虑了 轮胎各个方向的变形和受力情况，可用于各种路面（平整路面或不平路面）情况下的整 车平顺性和其它动力学仿真分析。Ｆｉａｌａ和ＵＡ这两种轮胎模型属于解析模型，ＳＭＩＴＨＥＲＳ、Ｍａｇｉｃ Ｆｏｒｍｕｌａ和Ｆｔｉｒｅ这三种轮胎模型属于仿真模型。在ＡＤＭＡＳ／ＣＡＲ中建立轮胎模型的基本步骤如下：（１）定义轮胎的质量和转动惯量；（２）定义轮胎的属性文件；属性文件中定义了轮胎模型的类型，轮胎的充气气压、 轮胎的自由半径、滚动半径、扁平率、各种刚度（如径向刚度、侧偏角刚度、外倾角刚 度、纵向滑移刚度等）、滚动阻力系数、径向阻尼比等。 （３）定义轮胎的安装位置和方向。 根据仿真的结果的精度要求，本模型选择Ｆｉａｌａ轮胎模型，最终轮胎模型如图５．８所示。５．２．９驾驶员模型 本文应用ＡＤＡＭＳ自带的驾驶机器（Ｄｒｉｖｅｒ Ｍａｃｈｉｎｅ）来执行整车实验的仿真。驾 驶机器能够像驾驶员驾驶实际汽车一样，按照设定指示驾驶虚拟汽车模型。驾驶机器采 用开环或闭环控制器来执行加速、制动、换档、转向等动作以实现驾驶意图。 应用开环控制，驾驶机器能给转向盘一个正弦输入，或者将记录的转向、油门、制 动、档位和离合器信号输入给汽车模型。应用闭环控制，驾驶机器能控制汽车模型作象 稳态试验这样的仿真，并逐渐增加车速。 通过编制驾驶员控制文件（＊．ｄｃｆ文件）来将设定的驾驶指令传送给驾驶机器。驾３７第五章整车模型韭ｔ驶员控制文件用来描述我们期望驾驶机器所执行的操纵。驾驶员控制文件指导驾驶机器 驾驶速度、行驶方向和试验终止条件等；驾驶员文件指定驾驶机器使用哪种控制器（开 环或者闭环）用于转向和油门等信号输入。一个驾驶员控制文件可以参考其它文件，主 要是驾驶员控制数据文件（?．ｄｃｄ］以获得文中所记录的开环控制数据和闭环汽车行驶 路径和速度等数据。 ５．２．１０车体建模 车体模型采用ＡＤＡＭＳ／ＣＡＲ里已有的模板．然后修改硬点坐标：前后轮心的硬点 坐标、底盘质心硬点坐标和轨道参考硬点坐标。增加连接器：纵臂和车体相连的输出连 接器（左、右）各一个，弹簧和车体相连的输出连接器（左、右）各一个。经修改后得 到最后的车体模型如图５．９所示。ｊ＼．图５．９车体模型ｏ团图５１０整车仿真模型长安大学硕士学位论文５．３子系统建立只有在ＡＤＡＭＳ／ＣＡＲ的标准界面下建立和使用子系统。在ＡＤＡＭＳ／ＣＡＲ的标准界面下可以建立一个新子系统或者打开一个已有的子系统。在建立子系统时，必须参考一个已有的模板。当使用一个已存的模板时，这个模板会被自动读入标准界面下供使用。子系统是基于模板的产品，允许标准界面下的用户修改模板的参数值和某些零部件 的定义，例如可以修改硬点的坐标和参数的值。子系统中包含下列设计参数：１．设计数据：例如轮胎刚度、轮胎半径、车轮定位参数、硬点位置、质量属性等； ２．属性文件：包括发动机、轮胎、弹簧、橡胶衬套、减震器等的设计参数。３．模板确定子系统的结构：包括零部件的种类和零部件连接关系等。建立子系统的大概步骤如下：确定子系统的名称、选择辅助角色（一般前悬架和前车轮选择ｆｒｏｎｔ、后悬架和后车轮选择ｒｅａｒ、动力传动系为前驱的选择ｆｒｏｎｔ、其它的选 择ａｎｙ）、选择要建立的子系统的相应模板和确定模板到如时从默认的位置移动的距离，把模板导入标准界面后，可以根据需要对模板的设计数据和属性文件等进行修改，然后保存子系统。 需要建立的子系统包括：前悬架子系统、后悬架子系统、动力传动系子系统、制动 系子系统、转向系子系统、车体子系统和轮胎子系统。５．４整车装配和调试只能在ＡＤＡＭＳ／ＣＡＲ标准界面下建立一个新的装配或者使用已有的装配。装配包 括进行悬架仿真分析的悬架装配和进行整车仿真分析的整车装配。 装配是子系统和其测试平台（Ｔｅｓｔ Ｒｉｇ）的集合，且可以用ＡＤＡＭＳ／ＳＯＬＶＥＲ对其进行仿真分析。 该车的整车装配模型包括：前悬架子系统、转向系子系统、后悬架子系统、动力传 动系子系统、转向系子系统、制动系子系统、车体子系统、前轮胎子系统和后轮胎子系统，把各个子系统模型组装在一起建立该车整车装配模型。该车整车装配模型经过调试，确认模型合理，得到该车整车模型。整车模型如图５．】０所示。３９第五章整车模型建立５．５本章小结本章首先介绍了在ＡＤＡＭＳ／ＣＡＲ里建立整车模型的具体步骡，然后根据该车的各个系统建立各个系统的模板，建立的模板包括：前悬架、转向系、后悬架、动力传动系、 制动系、车体和前后轮胎等模扳。根据模板在ＡＤＡＭＳ／ＣＡＲ里标准界面下建立各个子 系统，把各个子系统组装成整车装配模型，经过调试，模型合理，得到该车整车模型。长安大学硕上学位论文第六章整车操纵稳定性评价６．１转向盘转角阶跃输入评价转向盘转角阶跃输入就是给转向盘一个突然的转角输入，固定不变，使车辆由稳态 的直线行驶进入稳态的转圈行驶。汽车在运动姿态的变化量包括横摆角速度、侧向加速 度、质心侧偏角、车身侧倾角等。６．１．１试验方法根据ＧＢ／Ｔ６３２３．２．１９９４ｔ４８】转向盘转角阶跃输入试验规定，设置转向盘转角阶跃输入 仿真工况，仿真模型车速按该车最高车速的７０％并四舍五入为１０的整数倍取１２０ｋｍ／ｈ 行驶，转向盘转角应使侧向加速度为２ｍ／ｓ２，因此根据侧向加速度要达到２ｍ／ｓ２取转向盘转角为１２．２（。），起跃时间Ｏ．１ ｓ。６．１．２仿真结果 转向盘角阶跃输入试验仿真结果如图６．１～图６．６所示。 图６．１为转向盘转角随时间变化图，可以看出起跃时间为０．１ Ｊ，在起跃０．０５ Ｊ时转向盘转角第一次达到稳态值的５０％。图６．２为侧向加速度随时间变化图，可以看出侧向加速度稳态值为０．２９，在起跃０．２５ｓ时侧向加速度第一次达到稳态值的９０％。图６．１角阶跃试验转向盘转角４１第六章整车操纵稳定性评价”一一…４鹏……一４～一一；一…ｌ：Ｉ嘲斑脚蚋靳＿ｌ＾一“々，一，’～……；一一……一……一；～……??４ ’々 。●｛…．．ｏＪ誊，至．０１５?ｌｊ．０２一ｉ『≮王…一｝…一：！≥：－Ｉ｜ｌ『』『ＩＩ＃ｉＩ ～。：。：～．Ｆ一，ｌ～…；；＼∥一－；；；１Ｊ７…。…。。。～一一＾＊“＾…－｝．ｏ．２５＾＾■随ｓｓ＿蕾ｍｐ＇Ｄ１墨２艏２●Ｔｉｍｅ（娴２７５３Ｊ３箱３暑４．＇５４』ｓＺ∞良ｇ卜鹕Ｏ睦●图６．２角阶跃试验侧向加速度“，蔗，｝～＋二／＼．：．：入．Ｉ嘲脚州．” 您 弛腊 舶｝｝ｌ ”“懵”￡一弘艺”：！肿艏时１＾ｎ■嗽ｓｓ＿ｊｌｔｅｉＤ５２山２５３Ｄ４Ｄ ａ对Ｂ＿越Ｕ∞Ｏ＆“Ｔｈ－（∞ｃ）图６．３角阶跃试验横摆角速度蛋邑耄Ｔ轴●（ｏ∞）图６．４角阶跃试验汽车质心侧偏角４２长安大学硕：Ｌ学位论文图６．５角阶跃试验汽车车身侧偏角ＯＤ ”～一ｔ一”弋一…．＇ｊ陡川０５－３ＪＺ罨．ｏ暗…～ｔｊ…■…Ｖ》…ｈ一 一，……ｐ―、｜一～＿， ｊ＼｛…＃＼ｊ＼～｝．．脚嬲Ｅ栅Ｓ；。；‘！一｛一盲：。。ｉ９二一量４一?７．们麓Ｅ＋伽５一ｉ：，ｊ｝． ，｝。∽ 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