随机路面激励下车辆系统参数对汽车行驶平顺性的影响研究

基于汽车系统动力学和随机振动理论，建立了简化的人体-座椅、车身及车轮3-DOF车辆振动模型，采用线性滤波白噪声法建立了路面激励模型，并仿真分析了常见C级路面的不平度特性。以C级随机路面激励为车辆振动系统输入，运用变步长四阶Runge-Kutta法求解了车辆系统数学模型。在时域和频域两方面，仿真分析了座椅刚度、阻尼，悬架刚度、阻尼及轮胎刚度对座椅、悬架性能的影响，以及路面不平度和车速对座椅垂向加权加速度的影响。得出了座椅加速度、悬架动挠度、轮胎动载荷功率谱密度随座椅刚度、阻尼系数，悬架刚度、阻尼系数及轮胎刚度变化的规律。     

轮胎动力学参数对车辆侧向动力学响应特性的影响分析

文章研究轮胎动力学参数对车辆侧向动力学响应的影响。以Adams/Car为软件平台建立了整车刚柔耦合动力学模型,并验证了所建立模型的准确性。基于该模型以定方向盘转角仿真工况为例,考察了轮胎垂向刚度、侧向刚度及外倾角等参数对横摆角速度、车身侧倾角等侧向动力学响应的影响,为轮胎动力学参数匹配提供一定的参考。     

基于载荷谱的轿车后车身耐久性能分析

本文以中心开发的乘用车后车身的疲劳耐久特性作为研究对象,截取整车后半部分白车身建立有限元模型,以实测车轮六分力载荷谱经多体动力学仿真分析输出的后悬架安装点激励作为疲劳计算的载荷输入。在此基础上,通过疲劳仿真分析软件FEMFAT分别对开发车与竞品车后车身疲劳寿命进行了对比分析,并将仿真分析结果与试验结果进行了对标,为该乘用车车身的设计开发及改进提供重要依据。     

基于实测载荷谱的白车身疲劳寿命计算

通过六分力轮测试系统实测了某型乘用车在试车场运行的载荷谱数据,以此作为输入,并综合有限元分析、多体动力学分析和疲劳分析等多种CAE手段,对该乘用车白车身在实测载荷谱作用下的疲劳寿命分布进行了计算分析.同时,给出了符合真实工况的试验与虚拟相结合的白车身一体化疲劳分析流程,该流程同样适用于底盘零部件的疲劳分析.     

集装箱对伸缩式半挂车车架疲劳寿命影响研究

建立了伸缩式车架与相应的集装箱有限元模型,并采用惯性释放法对其进行了静态分析。在ADAMS/Car中建立了该半挂车的刚柔耦合多体动力学模型,得到了其在B级路面的载荷谱。结合材料的S-N曲线、结构单位载荷应力结果和车架载荷谱对有无考虑集装箱刚度状态下的伸缩式车架进行了疲劳寿命分析。结果表明,考虑集装箱刚度的车架仿真更符合实际;由于伸缩前、后车架载荷分配的差异,导致拉伸后车架的疲劳寿命远大于缩短时车架疲劳寿命。     

轮胎尺寸对汽车结构疲劳累积损伤影响研究

基于结构耐久试验工况,通过六分力设备与底盘杆系所采集的整车道路载荷谱,应用动力学载荷分解方法获得虚拟随机载荷谱,对车身结构进行应力分析和疲劳累积损伤计算。在底盘关键位置布置传感器,同时在车身结构中CAE疲劳分析所对应的5个高应力区粘贴应变片,先后采用3套不同尺寸参数(包括胎高和胎面宽度)的轮胎以相同的耐久工况(同一个试验场,试验路面及对应的速度相同)来进行实车载荷对比测试。针对车身结构载荷幅值、频域进行分析,并基于雨流循环计数对车身和底盘件进行疲劳累积损伤计算与分析。整车实际测试的结果表明,CAE所预测到的损伤(裂纹)位置及其里程数与路试结果相吻合;在同样使用条件下,轮胎内径越大,车身结构和汽车底盘的寿命越低,已经可进行量化对比。     

油气悬架耦连形式对车辆稳定性的影响

为各轮独立、同轴交连和对角交连3种耦连形式的油气悬架推导出其垂向力/刚度、侧倾力矩/刚度、俯仰力矩/刚度和扭转力矩/刚度公式,并据此建立了这3种油气悬架的Matlab/Simulink模型,通过仿真得到了悬架垂向、侧倾、俯仰和扭转的刚度特性曲线。对油气悬架Simulink模型与整车Carsim模型进行联合仿真,分析油气悬架不同耦连形式对车辆稳定性的影响。结果表明:油气悬架耦连形式对车辆垂向振动影响较小;对角交连油气悬架的车身俯仰角最小,其它两种耦连油气悬架的车身俯仰角相同且较大;同轴交连油气悬架的车身侧倾角最小,对角交连油气悬架的车身侧倾角次之,各轮独立油气悬架的车身侧倾角最大。     

基于机电惯容的车辆ISD悬架的分数阶控制系统

为改善车辆惯性容器弹簧阻尼(ISD)悬架隔振性能,改善驾驶平顺性,建立了一个1/4比例的悬架动力学模型.以乘坐舒适性为目标,搭建悬架分数阶比例积分微(PID)控制系统.考虑车身加速度、悬架动行程和轮胎动载荷等指标,用多目标遗传算法,优化求解模型参数.在Matlab/Simulink中仿真分析了悬架动态性能.结果表明:相...     

悬架橡胶件对汽车平顺性影响的仿真与实验研究

将橡胶件的Kelvin-Voigt模型与整车模型相结合,应用虚拟坐标法建立了整车8自由度振动模型,从频域和时域分析了橡胶连接件的刚度和阻尼对座椅与车身振动加速度、悬架动挠度和轮胎动载荷的影响.结果表明:与未考虑橡胶件的影响相比,计及橡胶件的弹性,即适当选择橡胶连接件刚度时,仿真结果更接近试验实测数据,可使座椅与车身的垂向加速度、车身俯仰角加速度和轮胎动载荷减少15％ ～40％;橡胶件的阻尼对平顺性影响较小.     

中国公路车-桥耦合振动车辆模型研究

为了提出适用于中国车-桥耦合振动分析的车辆动力分析模型,首先基于中国桥梁规范中的设计车辆荷载,结合大量调查统计数据和等效静力分析方法,初步拟定车辆动力分析模型的几何尺寸、质量、刚度、阻尼等参数取值,并与国内外广泛采用的几种车辆模型的参数取值进行对比。接着选取4座钢筋混凝土简支梁桥并建立其三维有限元模型,基于车-桥耦合振动数值模拟分析车辆模型的刚度、阻尼等参数对桥梁上动力冲击系数的影响,并对比几个不同车辆模型对动力冲击系数的影响。最后,选择中国湖南省境内一座实桥和几辆不同轴数的重车开展实桥试验,将实测动力冲击系数与所提车辆模型数值模拟获得的冲击系数进行对比。结果表明:动力冲击系数随车辆总质量的增大而减小,随车辆整体刚度的增大而增大,但随车辆整体阻尼的增大呈先减小后增大的趋势;单个车轴的刚度和阻尼对动力冲击系数的影响不明显;车辆总质量是导致不同车辆模型作用下动力冲击系数差异的主要因素;数值模拟结果与实测结果吻合良好,验证了所提车辆模型及参数取值的合理性;该车辆模型可用于中国的设计车辆荷载作用下桥梁的动力响应分析和相关研究,也可用于估算重量相当的不同类型车辆对桥梁的动力冲击效应。     

中国公路车-桥耦合振动车辆模型研究（双语出版）

为了提出适用于中国车-桥耦合振动分析的车辆动力分析模型,首先基于中国桥梁规范中的设计车辆荷载,结合大量调查统计数据和等效静力分析方法,初步拟定车辆动力分析模型的几何尺寸、质量、刚度、阻尼等参数取值,并与国内外广泛采用的几种车辆模型的参数取值进行对比。接着选取4座钢筋混凝土简支梁桥并建立其三维有限元模型,基于车-桥耦合振动数值模拟分析车辆模型的刚度、阻尼等参数对桥梁上动力冲击系数的影响,并对比几个不同车辆模型对动力冲击系数的影响。最后,选择中国湖南省境内一座实桥和几辆不同轴数的重车开展实桥试验,将实测动力冲击系数与所提车辆模型数值模拟获得的冲击系数进行对比。结果表明：动力冲击系数随车辆总质量的增大而减小,随车辆整体刚度的增大而增大,但随车辆整体阻尼的增大呈先减小后增大的趋势;单个车轴的刚度和阻尼对动力冲击系数的影响不明显;车辆总质量是导致不同车辆模型作用下动力冲击系数差异的主要因素;数值模拟结果与实测结果吻合良好,验证了所提车辆模型及参数取值的合理性;该车辆模型可用于中国的设计车辆荷载作用下桥梁的动力响应分析和相关研究,也可用于估算重量相当的不同类型车辆对桥梁的动力冲击效应。     

基于代理模型的多体动力学模型修正技术

鉴于多体动力学模型对疲劳寿命预测准确性的重大影响,本文中结合试验设计、代理模型和优化技术,提出多体动力学模型修正方法。首先,利用MSC.ADAMS软件建立车辆多体动力学模型,并将减振器阻尼和缓冲块刚度特性参数化;然后,运用正交试验设计筛选参数,并通过对3种代理模型的对比获得高精度的代理模型;最后,采用序列二次规划优化法,识别参数,修正动力学模型。结果表明:提出的方法可成功获得汽车悬架非线性动力学特性,实现了多体动力学模型的修正,降低了开发成本,缩短了开发周期,该技术可以推广至其他相关领域。     

轮心六分力作用下悬架疲劳载荷谱提取

准确提取车身连接点载荷是车身疲劳耐久性分析的关键.本文基于某轻型客车研发过程中单独对前、后车轮测取的道路试验轮心六分力数据,采用前、后悬架动力学模型提取车身连接点载荷,分析了多种悬架模型方案及其仿真结果,并与试验结果进行了对比.本文方法能够提取车身连接点载荷,为低成本准确获取车身疲劳耐久分析输入载荷提供了参考.     

基于LSTM神经网络车辆零部件载荷预测方法研究

载荷信号是对车辆零部件结构的可靠性和疲劳耐久分析的基础。文章针对当前工程应用中载荷谱获取方法的不足，提出了一种基于LSTM神经网络来预测车辆零部件载荷的方法。将实采信号经过预处理后，选取整车六分力参数为输入，实现了减振器弹簧、稳定杆等底盘悬架零部件在比利时路面下载荷的预测，并从时域信号、功率谱密度、损伤方面将预测结果与实际测量结果进行了对比。结果表明，LSTM模型有足够高的精度，为整车结构载荷获取提供了一种新的途径。     

基于Simulink车辆舒适性和行驶安全性仿真分析

根据国标GB／T7031—2005机械振动道路路面谱测量数据报告,在MatLab中编写了随机路面激励谱仿真程序;利用拉格朗日方程建立了1／2车辆动力学模型,并用Simulink对其进行了仿真;以不同等级路面和不同车速下的随机路面激励谱作为输入,分析了车辆在不同等级路面、不同车速下的车身加速度均方根值和后轮的动载荷均方根值。这对满足汽车行驶舒适性和行驶安全性的情况下优化悬架参数具有重要意义。     

燃料电池大客车车身疲劳寿命仿真分析

应用M atlab生成路面激励载荷并检验其特性,结合整车多体动力学模型,获取车身疲劳分析的激励载荷;采用瞬态时域法计算出车身的动应力,利用MSC/Fatigue软件分析和预测燃料电池大客车车身的疲劳部位和寿命,为结构设计与修改提供参考。     

可变容积附加气室空气悬架的参数优化与控制

基于热力学与车辆动力学理论,建立了带可调容积附加气室空气悬架的数学模型;以提高车辆行驶平顺性、轮胎接地性和操纵稳定性为目标,附加气室容积与减振器阻尼系数为设计变量,建立附加气室空气悬架的多目标优化模型;接着采用线性加权和法,将多目标优化问题转化为单目标优化问题;最后整合车辆典型工况下的优化结果,以载荷、车速及路面等级为控制输入量,采用决策控制实现可调容积附加气室空气悬架的半主动控制。结果表明,基于参数优化结果的决策控制能有效提高悬架的综合性能,降低车身加速度和悬架动行程,但轮胎动载荷略有增加。     

基于虚拟试车场的载荷预测研究

文章基于Hyper Works/MotionView建立了某车型的动力学模型、虚拟试车场路面模型以及驾驶员模型,构建了"道路-车辆-人"的闭环系统。针对10种典型路面进行了相关的虚拟载荷预测,重点对轮心和悬架零部件载荷,从时域、频域两个维度与实车道路采谱载荷数据进行对比分析。结果表明,所建立的车辆动力学模型精度可靠,输出的虚拟载荷可应用到后续零部件台架载荷的开发试验中。基于虚拟试车场的载荷预测技术,可快速且较为准确地预测车身、底盘零部件、发动机衬套等在不同耐久工况下的动态载荷情况,增强零部件设计的稳健性,减少物理样车和台架的试验次数,降低开发成本。     

实测道路载荷谱在新开发车型车身疲劳分析中的应用

根据新研发车和现有车型具有相同底盘平台的特点,提出一种利用现车道路载荷,快速进行新车车身疲劳分析和评估的方法。建立新车多体模型,放大现车道路载荷并结合轮胎接地位移为输入。根据车轮力传感器(WFT)载荷测量特点,正确地对模型加载激励,仿真得到车身载荷谱。选用合理疲劳分析方法预测车身寿命,以现车车身的疲劳分析损伤为目标,对不合格局部进行合理优化,最终新车车身达到设计耐久目标。     

实测道路载荷谱在新开发车型车身疲劳分析中的应用 摘

根据新研发车和现有车型具有相同底盘平台的特点,提出一种利用现车道路载荷,快速进行新车车身疲劳分析和评估的方法。建立新车多体模型,放大现车道路载荷并结合轮胎接地位移为输入。根据车轮力传感器（WFT）载荷测量特点,正确地对模型加载激励,仿真得到车身载荷谱。选用合理疲劳分析方法预测车身寿命,以现车车身的疲劳分析损伤为目标,对不合格局部进行合理优化,最终新车车身达到设计耐久目标。