張家斌 蔡宇超

摘 要：為分析某汽車底盤平臺對不同車型操控穩(wěn)定性以及平順性的適應(yīng)性，以vc++和ADAMS，開發(fā)了底盤平臺懸架分析專用模塊，該模塊可以快速建立前后懸架、其它子系統(tǒng)以及整車的參數(shù)化模型，并能快速完成操控穩(wěn)定性和平順性的分析優(yōu)化。通過該模塊對兩款采用該底盤平臺車型A1、A2的前、后懸架進行了運動學(xué)仿真分析并建立整車仿真模型，同時根據(jù)國標應(yīng)用該模塊對兩款車型進行了操縱穩(wěn)定性的轉(zhuǎn)向脈沖仿真分析、計分評價、偏頻測定仿真，以及隨機路面平順性的分析。研究結(jié)果表明該專用模塊具有較好的工程應(yīng)用價值，采用該底盤平臺的兩款車型具有較好的操控穩(wěn)定性和平順性。

關(guān)鍵詞：底盤平臺;模塊;操控穩(wěn)定性;平順性

0 引言

本研究以多體動力學(xué)軟件為基礎(chǔ)，開發(fā)一套用于底盤平臺操控穩(wěn)定性及平順性分析的專用模塊。該模塊以菜單和對話框的模式，通過調(diào)用專用模塊快速完成其各個子系統(tǒng)以及整車模型的參數(shù)化自動建模，并具有對底盤平臺操控穩(wěn)定性、平順性進行分析優(yōu)化，以及對仿真數(shù)據(jù)進行提取、管理顯示等后處理功能，從而大大提高對底盤平臺性能分析的效率。

1 多車型底盤平臺專用模塊

該模塊是針對懸架和共享底盤分析時需要利用的建模、仿真、數(shù)據(jù)處理和優(yōu)化設(shè)計等環(huán)節(jié)，以Vc++6.0和ADAMS/Car為平臺開發(fā)而成，模塊構(gòu)建過程比較復(fù)雜，所需篇幅較大，在此不再贅述。

1.1 模塊功能

該底盤平臺模塊是在Windows環(huán)境下，以專用模塊開發(fā)而成，具有以下功能：（1）前后懸架子系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系子系統(tǒng)、前后橫向穩(wěn)定桿子系統(tǒng)、車身子系統(tǒng)、前后車輪子系統(tǒng)的參數(shù)化自動建模。（2）自動化裝配功能，各子系統(tǒng)和底盤平臺仿真分析模型的自動裝配。（3）結(jié)果數(shù)據(jù)后處理功能，快速完成懸架的運動學(xué)仿真分析以及仿真結(jié)果后處理和數(shù)據(jù)提取。（4）自動仿真分析功能，對底盤平臺進行操作穩(wěn)定性、平順性分析，并進行分析評價，快速地判斷該底盤是否符合要求。（5）優(yōu)化功能，通過對整車模型中相關(guān)參數(shù)進行修改，使設(shè)計的懸架和底盤最終都能達到良好的性能。

1.2 各子系統(tǒng)參數(shù)化建模模塊

1.2.1 前后懸架建模模塊

為滿足底盤平臺的通用性要求，懸架模型應(yīng)為參數(shù)化模型，以便修改其硬點坐標、彈簧剛度、減振器阻尼以及車輪定位參數(shù)，從而衍生出多款車型。采用底盤平臺的車型一般都有相同結(jié)構(gòu)形式的懸架系統(tǒng)，只要通過調(diào)整懸架的剛度和阻尼、輪距、軸距、輪胎和車身等就可以衍生出不同用途的車型。本研究以兩款采用底盤平臺的車型A1、A2為例，運用開發(fā)的模塊建立這兩款車型的參數(shù)化建模。在相應(yīng)的建模對話框中輸入?yún)?shù)后，模塊自動調(diào)用多體動力學(xué)軟件完成對前后懸架的參數(shù)化建模，并將建好的模型自動保存在個人數(shù)據(jù)庫中以便隨時調(diào)用。前懸架為麥弗遜懸架，后懸架為縱臂三連桿懸架，前懸架模型如圖1所示，后懸架建模方式和前懸架類似。

2 平順性仿真及分析

偏頻的測定：

前后懸架及其簧載質(zhì)量組成的振動系統(tǒng)的固有頻率是影響汽車平順性的主要原因之一。根據(jù)文獻中關(guān)于汽車懸掛系統(tǒng)的固有頻率和阻尼比測定方法，通過ADAMS/Car中進行的二次開發(fā)，本研究建立了四柱試驗臺測試前后偏頻的試驗系統(tǒng)。本研究使用四柱試驗臺平順性仿真分析功能模塊對A1、A2兩款車的前后偏頻進行了測量，測出A1前偏頻0.93，后偏頻1.12;A2前偏頻1.04，后偏頻1.28，單位Hz，根據(jù)文獻中對前后偏頻取值范圍要求可知，采用底盤平臺的A1、A2兩款車型的前后偏頻均滿足平順性要求，兩款車型的前偏頻曲線如圖所示。

3 結(jié)束語

本研究通過對ADAMS/Car的二次開發(fā)，完成了對前后懸架、前后車輪等子系統(tǒng)以及整車的自動參數(shù)化建模及分析處理功能模塊的設(shè)計，能在較大程度上提升分析的效率，然后運用該模塊的仿真分析功能，并且進行偏頻測定和隨機路面平順性分析。研究結(jié)果表明，采用該底盤平臺的兩款車型均有較好的操控穩(wěn)定性和平順性，同時也驗證了該模塊具有的工程應(yīng)用價值。

參考文獻：

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[2]廖力成，熊禾根.基于ADAMS的麥弗遜懸架的運動學(xué)仿真與結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J].機電工程技術(shù)，2009，38（09）：33.