二十二自由度車輛動力學建模與仿真分析研究.pdf

1、汽車虛擬樣機技術(shù)是縮短汽車產(chǎn)品設計周期，節(jié)約新車研發(fā)資金，降低開發(fā)風險的核心技術(shù)。虛擬樣機技術(shù)在汽車整車研發(fā)流程中應用的關鍵取決于車輛動力學模型仿真的逼真度、實時性以及對仿真工況的適應性。目前，國內(nèi)各大汽車廠商已經(jīng)開始在產(chǎn)品設計過程中使用國際上流行的車輛動力學仿真軟件如MSC.Adams、Carsim等。但由于設計人員無法掌握軟件的核心理論，給整車設計及道路試驗階段的調(diào)試帶來諸多困難。因此，本文在分析多體系統(tǒng)動力學建模方法的基礎上，致力

2、于建立一種基于總成特性的車輛動力學仿真模型，并對操縱穩(wěn)定性的影響因素進行研究。
　　首先，為了方便研究，對車輛的結(jié)構(gòu)和自由度進行了適當?shù)暮喕?；在此基礎上建立了四組不同的坐標系以及車輪單位矢量來描述各個剛體之間的相對位置、姿態(tài)角以及力的傳遞關系。不同的坐標系之間借助方向余弦矩陣進行轉(zhuǎn)換。然后，建立了PAC2002 Magic Formula輪胎模型來模擬計算輪胎與地面產(chǎn)生的力與力矩，并引入一階松馳長度以描述輪胎力的瞬態(tài)特性。引入懸架

3、K&C特性修正模型對車輪定位參數(shù)進行修正，基于“側(cè)傾中心”的建模方法建立懸架模型，利用多體系統(tǒng)動力學的知識分析車輪、懸架以及車身運動狀態(tài)之間的關系，對各個剛體進行受力、運動學及動力學分析，最終在車身坐標系下建立了整車的二十二個動力學方程。
　　采用Adams-Bashforth線性多步法進行數(shù)值積分，并利用MATLAB編寫了整車多體動力學仿真程序，進行包括整車直線加速、減速、方向盤角階躍輸入及穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)仿真。將仿真結(jié)果與Adams模