PPT答辩-基于ADAMSRide的汽车平顺性仿真研究.ppt

2023/3/281 1 基于基于ADAMS/Ride的汽车平顺性仿真研究的汽车平顺性仿真研究作者：作者：指导老师：指导老师：安徽农业大学工学院安徽农业大学工学院 11级车辆工程专业级车辆工程专业2015.6.21 1 汽车平顺性研究的背景和意义汽车平顺性研究的背景和意义随着生活水平的不断提高，人们对汽车性能的要求也越来越高，随着生活水平的不断提高，人们对汽车性能的要求也越来越高，汽车平顺性的研究被提上议程。在汽车行驶过程中，由于自身以及汽车平顺性的研究被提上议程。在汽车行驶过程中，由于自身以及路面不平度激励的存在，会使汽车产生振动，这种振动在车速较高路面不平度激励的存在，会使汽车产生振动，这种振动在车速较高时会变得愈发强烈，加速汽车零件的损耗，还会使乘客感到不舒适，时会变得愈发强烈，加速汽车零件的损耗，还会使乘客感到不舒适，影响行驶安全性。研究平顺性目的就是提高乘员舒适感，降低汽车影响行驶安全性。研究平顺性目的就是提高乘员舒适感，降低汽车零件的损耗。零件的损耗。随着计算机技术的快速发展，出现了虚拟样机技术，虚拟样机技随着计算机技术的快速发展，出现了虚拟样机技术，虚拟样机技术包括建模，仿真技术以及先进设计制造技术等。术包括建模，仿真技术以及先进设计制造技术等。ADAMSADAMS作为虚拟作为虚拟样机研究的主要平台获得了广泛应用。我们借助样机研究的主要平台获得了广泛应用。我们借助ADAMSADAMS可以在计算可以在计算机上建立准确的整车模型，并进行平顺性仿真研究，从而减少了试机上建立准确的整车模型，并进行平顺性仿真研究，从而减少了试验的次数，缩短产品的开发周期，降低成本，提高了汽车产品质量验的次数，缩短产品的开发周期，降低成本，提高了汽车产品质量2 2 本文主要研究内容本文主要研究内容（1）研究平）研究平顺顺性性评评价方法，介价方法，介绍绍ISO2631-1:1997(E)，确定汽确定汽车车平平顺顺性的性的评评价指价指标标。（2）利用）利用ADAMS建立包括前、后建立包括前、后悬悬架系架系统统、转转向系向系统统、轮轮胎以及胎以及车车身等在内的整身等在内的整车车模型。模型。（3）分）分别别在随机在随机输输入路面和脉冲入路面和脉冲输输入路面下入路面下对对整整车车模型模型进进行平行平顺顺性仿真，利用性仿真，利用评评价指价指标对标对仿真仿真结结果果进进行行评评价。价。的峰值与加权加速度均方值的峰值与加权加速度均方值 ISO 2631-1:1997(E)ISO 2631-1:1997(E)标准规定，当振动波形峰值系标准规定，当振动波形峰值系数数99时，用基本的评价方法即加权加速度均方根值来评时，用基本的评价方法即加权加速度均方根值来评价振动对人体舒适的影响。价振动对人体舒适的影响。的峰值与加权加速度均方值的峰值与加权加速度均方值表表1 1 和和与人的主观感觉之间的关系与人的主观感觉之间的关系加权加速度均方根值 加权振级人的主观感觉2.0110110116114120118124112128126没有不舒服有一些不舒服相当不舒服不舒服很不舒服极不舒服ADAMS/Car里的模型由三里的模型由三级组级组成，分成，分别别是模板、子系是模板、子系统统、总总成。成。模板定模板定义义了了车辆车辆模型的拓扑模型的拓扑结结构，子系构，子系统统是在模板基是在模板基础础上建立的，上建立的，总总成是指一系列子系成是指一系列子系统统和虚和虚拟试验拟试验台构成的汽台构成的汽车车或或悬悬架模型。架模型。在在ADAMS/Car进行建模的主要步骤：进行建模的主要步骤：（1）对实车模型进行简化，将整车各个系统进行分离抽象成物）对实车模型进行简化，将整车各个系统进行分离抽象成物 理模型理模型 （2）获取各个系统的结构参数。在）获取各个系统的结构参数。在ADAMS/Car中建立各模板中建立各模板 （3）获取各个系统的几何参数和力学特性参数，并将它们应用）获取各个系统的几何参数和力学特性参数，并将它们应用 到模板到模板 （4）根据所建立的模板建立子系统，装配成整车模型）根据所建立的模板建立子系统，装配成整车模型前悬架模型：双横臂式前悬架模型：双横臂式 独立悬架独立悬架由弹簧、筒式减震器由弹簧、筒式减震器及滑柱、下摆臂、转向节等部件组成。及滑柱、下摆臂、转向节等部件组成。后悬架模型：多连杆式独立悬架后悬架模型：多连杆式独立悬架转向系统：采用齿轮齿条式转向系，转向系统：采用齿轮齿条式转向系，它主要包括方它主要包括方向盘、转向传动轴、转向节、转向管柱、齿轮齿条向盘、转向传动轴、转向节、转向管柱、齿轮齿条转向器等转向器等车身模型：车身模型：进行车身模型的建立时，为了使问题简进行车身模型的建立时，为了使问题简便和利于分析，把整个车架和车身作为一个刚性球便和利于分析，把整个车架和车身作为一个刚性球体。整个刚体的质量集中在质心位置体。整个刚体的质量集中在质心位置研究汽车的平顺性主要是研究低频范围的振动，所研究汽车的平顺性主要是研究低频范围的振动，所以选用以选用PAC2002轮胎模型轮胎模型，轮胎特性参数如下，轮胎特性参数如下参数数值轮胎宽度/mm215轮胎断面扁平比60%轮胎垂直刚度/(Nm-1)210000轮胎径向阻尼/(Nsm-1)50最大载荷/(N)10125 将已经建立的前后悬架系统、转向系统、轮胎，车身等子将已经建立的前后悬架系统、转向系统、轮胎，车身等子系统组装，即可构成完整的汽车模型。在系统组装，即可构成完整的汽车模型。在ADAMS/Car的的Ride模模块下通过块下通过ARIDE_FOUR_POST_TESTRIG模式进行整车模型的模式进行整车模型的装配装配。整车模型如下整车模型如下随机路面平顺性仿真：随机路面平顺性仿真：在路面谱生成器中，通过设置路面空在路面谱生成器中，通过设置路面空间功率谱密度、速度功率谱密度幅值和加速度功率谱密度等间功率谱密度、速度功率谱密度幅值和加速度功率谱密度等参数来生成参数来生成B级路面级路面路面谱文件如路面谱文件如图所示图所示 由由ADAMS/Car RideADAMS/Car Ride路面轮廓发生器生成的左路面轮廓发生器生成的左右车辙局部沥青路面轮廓如图所示：右车辙局部沥青路面轮廓如图所示：选择选择常用常用车车速速60km/h作作为为仿真仿真车车速，仿真速，仿真时间为时间为10s，路面模型路面模型长长度度设设置置为为1000m，模，模拟拟出出车辆车辆在在B级级路面上行路面上行驶驶的状的状态态，得出整，得出整车车底底盘质盘质心心处处垂直方向振垂直方向振动动加速度曲加速度曲线线整车底盘质心处垂直加速度功率密度曲线整车底盘质心处垂直加速度功率密度曲线整车底盘质心整车底盘质心处处俯仰角加速度曲线俯仰角加速度曲线 整车底盘质心处垂直加速度在整车底盘质心处垂直加速度在-0.958m/s2到到1.099m/s2之间变化，计算得垂直方向加权加速度均方根值之间变化，计算得垂直方向加权加速度均方根值0.326m/s2振动频率为振动频率为1.18Hz时质心处垂直方向功率谱峰时质心处垂直方向功率谱峰0.145m2/Hz-s4。不在垂直方向最敏感频率。不在垂直方向最敏感频率4-12.5范围之内。范围之内。由此可知，汽车在随机路面上以由此可知，汽车在随机路面上以60km/h速度行驶时具有速度行驶时具有较好的平顺性。较好的平顺性。脉冲路面的平顺性仿真脉冲路面的平顺性仿真根据根据GB/T 4970-2009平顺性试验方法中规定：脉冲平顺性试验方法中规定：脉冲输入行驶试验的车速需要设定为输入行驶试验的车速需要设定为10km/h、20km/h、30km/h、40km/h、50km/h、60km/h。让汽车以不。让汽车以不同速度行驶过三角脉冲路面，整车质心处各车速下同速度行驶过三角脉冲路面，整车质心处各车速下的垂直振动加速度曲线如图所示的垂直振动加速度曲线如图所示可以得到各车速下汽车质心处垂直方向的最大加速度响可以得到各车速下汽车质心处垂直方向的最大加速度响应绝对值应绝对值ACCmax曲线曲线 可可见车见车速速为为30km/h时时ACCmax达到最大达到最大值值8.482m/s2，换换算得乘算得乘员员座椅座椅处处ACCmax=5.655m/s2。在在ISO5631标标准中准中规规定在脉冲路面定在脉冲路面试验试验中中应应采用采用ACCmax作作为评为评价的价的标标准：准：ACCmax43.02m/s2时时，将危害健康；，将危害健康；ACCmax31.44m/s2时时，将健康无害；，将健康无害；31.44m/s2ACCmax43.02m/s2时时，对对健康有一定的影响健康有一定的影响 可可见见汽汽车车在通在通过过三角形脉冲三角形脉冲输输入路面入路面时时不会不会对对乘乘员员健健康有不良影响。康有不良影响。结束结束 谢谢各位评委老师谢谢各位评委老师