刚柔耦合汽车平顺性仿真及试验研究

运用有限元和多体动力学方法,对车辆前、后悬架和车架进行了柔性化处理,分别建立某越野车的刚体、刚柔耦合模型以及仿真路面,进行了整车平顺性仿真和实车道路试验。结果表明,在脉冲路面,刚柔耦合模型中悬架、车架柔性体的变形会导致振动加速度曲线两波峰间的波动变化减小,而刚体模型衰减幅度较大;在C级随机路面,刚柔耦合模型的加权加速度均方根值大于刚体模型数值,更接近道路试验值。     

驾驶室弹性对某轻卡平顺性影响的仿真分析

以某型货车为研究对象,利用有限元方法和虚拟样机技术建立了整车的刚体模型和考虑驾驶室弹性的刚柔耦合模型。在随机路面下,在驾驶室橡胶悬置和半浮式悬置两种情况下,针对驾驶室弹性对驾驶员座椅底板处加速度功率谱密度曲线以及加权加速度均方根值的影响,做了整车的行驶平顺性仿真分析,并根据相关标准,对两种模型做了分析比较。结果表明:驾驶室弹性对整车平顺性有一定影响,为整车平顺性的进一步研究以及驾驶室的设计提供相关参考。     

基于特性的牵引车-半挂车刚柔组合车架动力学模型研究

商用车较大的车架柔性会影响到整车的操纵稳定性和乘坐舒适性,尤其是在共振时车架柔性会放大对车辆运动品质的影响。为实时模拟牵引车-半挂车的车架运动,采用基于总成特性的建模技术路线,根据运动响应频域将车架运动解耦为低频刚体运动和高频柔体运动,并将车架模型模块化划分为基于多体动力学的刚体车架模块、基于模态综合法的柔体车架模块,然后将两模块求解结果叠加形成刚柔组合车架模型。最后,将车架模型嵌入牵引车89DOF-半挂车73DOF整车模型中,针对某款商用车进行仿真,通过对比实车场地试验结果,验证了模型的有效性。     

刚柔耦合多体车辆操纵稳定性研究

利用多体动力学方法建立了基于ADAMS软件平台的整车刚柔耦合多体系统操纵动力学仿真分析模型。并分别对多刚体模型和刚柔耦合多体模型进行了“转向盘脉冲输入”、“ISO移线”仿真，分析了构件的柔性对汽车操纵稳定性的评价指标值的影响。     

基于虚拟迭代技术的中型货车驾驶室载荷谱的求取

某货车驾驶室疲劳载荷激励输入位置位于驾驶室与悬置连接处,在进行整车强化道路耐久试验时无法安装设备直接采集。为获取较为准确的驾驶室疲劳寿命分析载荷谱,对强化耐久路面下整车加速度响应信号进行虚拟迭代。虚拟迭代时需调用整车多体动力学模型,为提高整车模型精度,基于Craig-Bampton综合模态理论生成柔性体车架,建立刚柔耦合的整车多体动力学模型。将Femfat-lab与ADAMS/Car进行联合仿真计算,以白噪声为初始输入,求解刚柔耦合整车多体动力学模型的非线性传递函数,基于循环迭代原理,进行各种典型强化路况下驾驶室悬置附近加速度响应信号的虚拟迭代。利用时域信号对比法及损伤阈值法作为迭代收敛判据,获得满足精度需求的位移驱动信号。将位移驱动信号导入到ADAMS/Car中,对整车多体动力学模型进行驱动仿真,提取驾驶室疲劳分析所需激励载荷谱,将虚拟迭代求得的载荷谱用于疲劳寿命分析所得结果与驾驶室疲劳强化台架试验结果进行对比。研究结果表明：出现疲劳破坏的部位相同度达75%,疲劳寿命误差在20%左右,表明虚拟迭代过程中基于柔性体车架建立的刚柔耦合多体动力学模型的仿真计算,可获得较高精度的迭代结果;以位移谱驱动整车多体动力学模型进行仿真能够有效避免六分力直接驱动时模型翻转等不稳定现象,并且整车模型仿真加速度响应结果与实测相应位置加速度响应吻合度较高;相比于传统的疲劳分析载荷获取方法,虚拟迭代技术可以在较低试验成本的情况下获取较高精度的载荷谱,并能够提取由于连接位置导致的无法直接进行载荷测量部位的疲劳分析载荷。     

重型牵引车空气悬架系统减振器最佳阻尼特性匹配

车辆悬架系统的阻尼决定车辆悬架的特性,对车辆行驶平顺性和安全性具有重要影响。为了设计车辆的最佳减振器,利用悬架系统的最佳阻尼比,分析前后悬架系统减振器最佳阻尼系数,建立减振器最佳速度特性数学模型。利用多体动力学软件ADAMS/Car模块建立了重型牵引车整车刚柔耦合多体动力学模型,进行整车平顺性仿真分析和悬架系统动力学仿真。匹配结果表明,对该悬架系统,减振器所做的匹配设计是正确有效的,改善了悬架系统的运动特性和整车平顺性。     

基于柔性模型的多轴汽车平顺性的仿真研究

基于弹性梁弯曲振动理论和模态分析法建立了多轴汽车平顺性分析的柔性模型。按照汽车行驶平顺性评价方法，运用建立的柔性模型，分析了车速、路面等级、悬挂质量的分布、车架刚度以及悬架系统的刚度和阻尼对多轴汽车平顺性的影响。分析结果表明：悬挂质量的弯曲振动是影响多轴汽车行驶平顺性的一个不可忽略的重要因素；常用的刚体模型不能准确地描述多轴汽车的平顺性，不适合用于多轴汽车平顺性的分析。     

商用车驾驶室柔性限位结构的仿真分析

分析了商用车全浮式驾驶室悬置柔性限位结构的原理，利用现代多刚体动力学仿真系统建立了基于整车的柔性限位模型，并进行了仿真计算，分析了特定结构下的限位能力和冲击加速度,为我国驾驶室悬置系统的设计开发人员提供了良好参考。     

全浮式驾驶室重型卡车平顺性分析

基于ADAMS软件,建立了某全浮式驾驶室重型卡车的整车非线性多体动力学系统模型,模型考虑了驾驶室悬置、前后悬架、转向系统、动力总成、稳定杆及附件的详细几何结构参数,以及连接处的橡胶衬套、弹簧及阻尼器的非线性特性,轮胎采用Magic Formula模型。最后利用所设计的系统对该车进行了平顺性仿真,结果表明驾驶室悬置系统能够有效地改善整车平顺性。     

全浮式驾驶室重型卡车平顺性分析

基于ADAMS软件,建立了某全浮式驾驶室重型卡车的整车非线性多体动力学系统模型,模型考虑了驾驶室悬置、前后悬架、转向系统、动力总成、稳定杆及附件的详细几何结构参数,以及连接处的橡胶衬套、弹簧及阻尼器的非线性特性,轮胎采用Magic Formula模型。最后利用所设计的系统对该车进行了平顺性仿真,结果表明驾驶室悬置系统能够有效地改善整车平顺性。     

重型商用车驾驶室悬置结构对平顺性影响的试验研究

以某重型商用车驾驶室悬置系统为例,通过实车道路试验,研究了四弹簧,四气囊悬置减振系统的振动特性在A级路面和B级路面对车辆行驶平顺性的影响规律。试验结果表明,四气囊驾驶室悬置系统的平顺性整体优于四弹簧驾驶室悬置结构。     

汽车行驶平顺性评价方法研究及仿真分析

汽车平顺性是汽车NVH性能的评价指标之一。系统介绍了汽车行驶平顺性的客观评价方法,并结合某车型搭建整车行驶平顺性虚拟样机,进行了仿真分析评价。该方法可用于指导汽车行驶平顺性的改善以及悬架参数的优化。     

Prediction of ride quality of a Maglev vehicle using a full vehicle multi-body dynamic model

In magnetically levitated (Maglev) transportation systems, especially in electromagnetic suspension system (EMS) type Maglev systems, highly accurate prediction of ride quality is very important in order to reasonably relax guideway construction tolerances or constraints and stiffness while meeting the specification for ride comfort, thereby reducing guideway construction and maintenance costs. A full vehicle multi-body dynamic model is proposed, to facilitate a rigorous ride quality prediction of an EMS-type Maglev vehicle. Using the more realistic dynamic model proposed in this paper, the effects of guideway deflection limits, surface roughness, and levitation control system parameters on ride quality are studied numerically. The results obtained from the simulation studies are then used to facilitate a discussion of the trade-off between guideway smoothness and vehicle suspension. It can be expected that these studies could suggest cost-effective specifications for guideway construction tolerances and stiffness and EMS.     

基于正交试验的虚拟样车平顺性分析及参数选择

利用多体力学理论,在机械系统动力学分析软件ADAMS中建立了某车的整车多体力学模型。将虚拟样车在三维空间道路上进行平顺性仿真试验,通过正交试验方法研究了前、后悬架弹簧刚度及相关主要衬套等性能参数对汽车行驶平顺性的影响,并根据正交试验的结果优选了相应的设计参数。     

Stochastic Optimal Control of Highway Tractors with Active Suspensions

Stochastic optimal control and estimation theories are used to design an active suspension system for a cab ride in a tractor-semitrailer vehicle. A discrete-continuous vehicle model with eleven degrees of freedom is augmented by a stochastic road excitation model and a human perception of vibration shape filter. Both perfect measurement and estimated state cases are considered. The impact of the measurement noise on the design of the optimal controller is demonstrated. The performance of the optimally controlled system is compared with an optimal passive system. It is shown that significant improvements in ride comfort can be achieved through the use of actively controlled cab suspensions.     

Hybrid modelling and damping collaborative optimisation of Five-suspensions for coupling driver-seat-cab system

For the complex structure and vibration characteristics of coupling driver-seat-cab system of trucks, there is no damping optimisation theory for its suspensions at present, which seriously restricts the improvement of vehicle ride comfort. Thus, in this paper, the seat suspension was regarded as ‘the fifth suspension’ of cab, the ‘Five-suspensions’ for this system was proposed. Based on this, using the mechanism modelling method, a 4 degree-of-freedom coupling driver-seat-cab system model was presented; then, by the tested cab suspensions excitation and seat acceleration response, its parameters identification mathematical model was established. Based on this, taking optimal ride comfort as target, its damping collaborative optimisation mathematical model was built. Combining the tested signals and a simulation model with the mathematical models of parameters identification and damping collaborative optimisation, a complete flow of hybrid modelling and damping collaborative optimisation of Five-suspensions was presented. With a practical example of seat and cab system, the damping parameters were optimised and validated by simulation and bench test. The results show that the model and method proposed are correct and reliable, providing a valuable reference for the design of seat suspension and cab suspensions.     

车辆平顺性改善试验研究

通过对某车型平顺性的全面试验分析,测试不同状态下车辆的平顺性数据,更换驾驶室悬架类型,对三种状态下车辆的平顺性进行了对比测试,最终选择了一组最优的驾驶室悬架类型。     

某型货车平顺性虚拟实验

通过对某货车整车参数的详细分析及基于虚拟样机技术和多体系统动力学理论创建的货车前后悬架、转向系、车身等子系统,建立了整车模型和四立柱试验台,并且基于专业软件ADAMS/CAR和MATLAB进行了平顺性仿真和分析。文章通过构建某型货车平顺性虚拟实验,可以预测产品的整体性能,进而改进产品设计、提高产品性能。这对启迪设计创新、提高设计质量、加快产品开发周期有重要意义。     

商用车驾驶室悬置隔振仿真研究

采用多刚体系统动力学理论研究商用车驾驶室悬置隔振系统的平顺性问题，提出了基于多刚体动力学的现代虚拟样机技术进行驾驶室悬置隔振系统设计和计算分析方法，运用ADAMS软件建立了整车系统的参数化振动模型，结合实际参数对典型货车进行了随机振动分析，以驾驶室座椅处加速度均方根值为评价对象对原车驾驶室悬置系统和底盘主悬架系统进行了参数匹配和改进设计，解决了原车隔振效果差的问题。     

车身板件结构对汽车行车舒适性的影响

采用有限元与多体动力学相结合的方法分析了车身板件对振动的影响,改变车身板件局部结构,在对振动影响最大的前后地板上增加加强筋后对整车进行振动响应模拟,揭示了车身板件结构对汽车在路面激励下行车舒适性的影响。分析表明,在地板上增加加强筋可以极大地提高汽车的行车舒适性。