不論在重型卡車的概念造型、產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段還是在定型生產(chǎn)階段,CAE軟件仿真分析與實(shí)車試驗(yàn)都一樣有著重要的意義,CAE仿真已成為現(xiàn)代汽車整車和總成開(kāi)發(fā)不可或缺的工具,對(duì)于亟需提升核心競(jìng)爭(zhēng)力的中國(guó)汽車企業(yè)來(lái)說(shuō),掌握CAE先進(jìn)技術(shù)是跨越式提升科研和開(kāi)發(fā)能力的一條重要途徑。因此,將CAE仿真技術(shù)應(yīng)用到大噸位、大馬力、高效率重型卡車這類高端產(chǎn)品的研發(fā)及評(píng)價(jià)中,具有十分重要的意義。圍繞“十一五”國(guó)家863“重型商用車集成開(kāi)發(fā)先進(jìn)技術(shù)”課題,本文進(jìn)行了如下工作:分析了TruckSim軟件的建模方法、動(dòng)力學(xué)方程的求解算法、VS solver求解器的求解步驟;針對(duì)重型卡車的特點(diǎn),結(jié)合國(guó)內(nèi)外參數(shù)化重型卡車動(dòng)力學(xué)建模的原理和思路,重點(diǎn)研究了空氣動(dòng)力學(xué)、氣壓制動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、輪胎系統(tǒng)、整體式車橋懸架系統(tǒng)、動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)（總成）的建模原理,并給出動(dòng)力學(xué)方程;以此動(dòng)力學(xué)仿真軟件TruckSim和參數(shù)化建模思路為基礎(chǔ),結(jié)合實(shí)際車型具體描述了上述各個(gè)子系統(tǒng)以及車體、載荷建模所需要的特性參數(shù)和曲線,同時(shí)描述了虛擬可視的3D路面模型;參考一汽CA1253系列6×4重型卡車相關(guān)數(shù)據(jù),建立了整車動(dòng)力學(xué)模型,結(jié)合操縱穩(wěn)定性和ISO標(biāo)準(zhǔn)對(duì)重型卡車的整車性能進(jìn)行了開(kāi)、閉環(huán)仿真分析。仿真結(jié)果表明:該重型卡車模型操穩(wěn)性能中等偏上,其中轉(zhuǎn)向助力特性最為突出,既保證了操縱力比較輕便,又不會(huì)因轉(zhuǎn)向力太小而出現(xiàn)操縱無(wú)手感的現(xiàn)象,但是模型受到外來(lái)因素干擾時(shí)的瞬態(tài)響應(yīng)特性較差,且在低頻下就會(huì)出現(xiàn)共振,諧振峰水平較高,抗干擾能力較弱。搭建的重型卡車整車動(dòng)力學(xué)模型能夠較好的模擬標(biāo)準(zhǔn)提出的各個(gè)試驗(yàn)工況,可以用動(dòng)力學(xué)模型代替實(shí)車進(jìn)行整體性能預(yù)測(cè)與分析。研究為進(jìn)一步進(jìn)行底盤(pán)匹配與性能優(yōu)化和整車性能評(píng)價(jià),提高整車操縱穩(wěn)定性和安全性奠定基礎(chǔ)。

 

吉林大學(xué)吉林省211工程院校985工程院校教育部直屬院校

 

頁(yè)數(shù)：101

 

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

 

文章目錄

提要

第1章 緒論

    1.1 重型卡車研發(fā)的國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)背景與研究現(xiàn)狀

        1.1.1 中國(guó)汽車市場(chǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀

        1.1.2 重型卡車研發(fā)的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)背景

        1.1.3 重型卡車研發(fā)的國(guó)外市場(chǎng)背景

        1.1.4 重型卡車研發(fā)的現(xiàn)狀

    1.2 CAE在重型卡車上的應(yīng)用與建模方法

        1.2.1 CAE在汽車研發(fā)中應(yīng)用及意義

        1.2.2 基于CAE的重型卡車動(dòng)力學(xué)建模方法

    1.3 本文的研究?jī)?nèi)容

第2章 TruckSim的重型卡車動(dòng)力學(xué)建模原理

    2.1 TruckSim分析

        2.1.1 TruckSim簡(jiǎn)介

        2.1.2 TruckSim整車動(dòng)力學(xué)建模方法

        2.1.3 TruckSim動(dòng)力學(xué)方程求解算法分析

        2.1.4 TruckSim求解器VS solver的工作過(guò)程

    2.2 空氣動(dòng)力學(xué)建模

        2.2.1 空氣動(dòng)力學(xué)參考點(diǎn)及其描述

        2.2.2 空氣對(duì)汽車作用的力與力矩

    2.3 帶ABS系統(tǒng)的氣壓制動(dòng)系統(tǒng)建模

        2.3.1 重型卡車制動(dòng)系統(tǒng)建模總體介紹

        2.3.2 氣壓式制動(dòng)氣室動(dòng)力學(xué)建模

        2.3.3 制動(dòng)鼓的力矩特性建模

        2.3.4 制動(dòng)系統(tǒng)仿真的物理參數(shù)

        2.3.5 制動(dòng)系統(tǒng)ABS控制邏輯模型

        2.3.6 制動(dòng)系統(tǒng)模型仿真對(duì)比

        2.3.7 低速下制動(dòng)系統(tǒng)模型

    2.4 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)建模

        2.4.1 重型卡車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性建模

        2.4.2 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)彈性運(yùn)動(dòng)學(xué)特性建模

        2.4.3 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的車輪回正力矩和主銷力矩

        2.4.4 軸轉(zhuǎn)向特性

    2.5 輪胎模型建模

        2.5.1 輪胎穩(wěn)態(tài)模型建模

        2.5.2 輪胎瞬態(tài)響應(yīng)特性建模

    2.6 重型車懸架特性研究

        2.6.1 鋼板彈簧特性研究

        2.6.2 減振器特性建模

        2.6.3 輔助側(cè)傾剛度特性建模

        2.6.4 懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)特性和彈性運(yùn)動(dòng)學(xué)特性建模

    2.7 動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)建模

        2.7.1 發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷特性建模

        2.7.2 摩擦式離合器建模

        2.7.3 變速器建模

        2.7.4 分動(dòng)器建模

        2.7.5 差速器建模

        2.7.6 驅(qū)動(dòng)輪建模

    2.8 3D路面模型的建立

        2.8.1 路面幾何特性

        2.8.2 路面摩擦系數(shù)

        2.8.3 相對(duì)于路面特性的輪胎滾動(dòng)阻力

        2.8.4 路面的影像和周圍環(huán)境

    2.9 本章小結(jié)

第3章 重型卡車動(dòng)力學(xué)模型的參數(shù)化描述

    3.1 車體（簧載質(zhì)量）、載荷和車輛空氣動(dòng)力學(xué)描述

        3.1.1 車體（簧載質(zhì)量）描述

        3.1.2 規(guī)則載荷描述

        3.1.3 不規(guī)則載荷描述

        3.1.4 車輛空氣動(dòng)力學(xué)描述

    3.2 重型卡車制動(dòng)系統(tǒng)描述

        3.2.1 普通制動(dòng)系統(tǒng)描述

        3.2.2 ABS制動(dòng)系統(tǒng)描述

    3.3 重型卡車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)描述

        3.3.1 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

        3.3.2 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)K特性描述

        3.3.3 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)彈性運(yùn)動(dòng)學(xué)C特性描述

        3.3.4 整體式車橋受力對(duì)轉(zhuǎn)向角的影響

    3.4 重型卡車輪胎描述

        3.4.1 輪胎坐標(biāo)系定義

        3.4.2 輪胎垂直力描述

        3.4.3 輪胎滾動(dòng)阻力描述

        3.4.4 輪胎剪切力與剪切力矩描述

        3.4.5 輪胎動(dòng)態(tài)特性描述

    3.5 重型卡車整體式車橋懸架描述

        3.5.1 整體式車橋的幾何和質(zhì)量特性描述

        3.5.2 整體式車橋的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性描述

        3.5.3 整體式車橋彈性運(yùn)動(dòng)學(xué)特性描述

        3.5.4 彈簧特性描述

        3.5.5 減振器特性描述

        3.5.6 懸架整體特性描述

        3.5.7 平衡懸架特性描述

    3.6 重型卡車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)描述

        3.6.1 6×4 動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的總成選取

        3.6.2 發(fā)動(dòng)機(jī)總成特性描述

        3.6.3 離合器總成特性描述

        3.6.4 變速器總成特性描述

        3.6.5 差速器總成特性描述

        3.6.6 分動(dòng)器總成特性描述

    3.7 本章小結(jié)

第4章 重型卡車整車動(dòng)力學(xué)建模與操縱穩(wěn)定性仿真分析

    4.1 基于TruckSim整車動(dòng)力學(xué)模型建立

        4.1.1 車體建模

        4.1.2 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)建模

        4.1.3 輪胎系統(tǒng)建模

        4.1.4 懸架系統(tǒng)建模

        4.1.5 整體式車橋系統(tǒng)建模

        4.1.6 制動(dòng)系統(tǒng)建模

        4.1.7 動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)建模

        4.1.8 空氣動(dòng)力學(xué)建模

        4.1.9 載荷建模

    4.2 基于TruckSim的重型卡車操縱穩(wěn)定性閉環(huán)仿真分析

        4.2.1 閉環(huán)評(píng)價(jià)

        4.2.2 蛇形試驗(yàn)和雙移線試驗(yàn)理想軌跡構(gòu)造

        4.2.3 重型卡車蛇形試驗(yàn)和緊急雙移線試驗(yàn)仿真分析

        4.2.4 重型卡車轉(zhuǎn)向輕便性試驗(yàn)仿真分析

    4.3 基于TruckSim的重型卡車操縱穩(wěn)定性開(kāi)環(huán)仿真分析

        4.3.1 開(kāi)環(huán)評(píng)價(jià)

        4.3.2 轉(zhuǎn)向盤(pán)角階躍試驗(yàn)仿真分析

        4.3.3 轉(zhuǎn)向盤(pán)角脈沖試驗(yàn)仿真分析

        4.3.4 回正試驗(yàn)仿真分析

        4.3.5 固定轉(zhuǎn)向盤(pán)穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗(yàn)仿真分析

    4.4 本章小結(jié)

第5章 全文總結(jié)

參考文獻(xiàn)

摘要

ABSTRACT

致謝

 

期刊論文

 

[1]適應(yīng)不同路面條件下的ABS制動(dòng)仿真研究[J]. 段偉建,簡(jiǎn)曉春.  輕型汽車技術(shù). 2008(10)

[2]適應(yīng)不同路面條件下的ABS制動(dòng)仿真研究[J]. 段偉建,簡(jiǎn)曉春.  輕型汽車技術(shù). 2008 (10)

[3]基于MATLAB的汽車防抱死制動(dòng)系統(tǒng)仿真研究[J]. 潘開(kāi)廣.  農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程. 2008(08)

[4]福田汽車 做世界級(jí)汽車企業(yè)[J]. 楊海霞.  中國(guó)投資. 2008(03)

[5]2007年商用車進(jìn)出口分析及預(yù)測(cè)[J]. 李永鈞.  汽車與配件. 2008(08)

[6]一汽解放“奧威”重型系列商用車自主創(chuàng)新成果[J]. 劉蘊(yùn)博,郭立群,馬文松,李奉偉,谷京哲,楊興中.  汽車技術(shù). 2008(01)

[7]中國(guó)卡車企業(yè)如何贏在未來(lái)[J].   中外物流. 2007(06)

[8]中國(guó)卡車企業(yè)如何贏在未來(lái)[J].   中外物流. 2007 (06)

[9]基于CARSIM的車輛穩(wěn)定性控制仿真[J]. 肖闖,黃江,易高.  專用汽車. 2007(06)

[10]奔馳重型汽車“智能”控制技術(shù)[J]. 牛峰.  重型汽車. 2006(02)

 

碩士論文

 

[1]基于CarSim與UniTire的爆胎汽車動(dòng)力學(xué)響應(yīng)研究[D]. 王英麟.吉林大學(xué) 2007

[2]汽車懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)特性的仿真與試驗(yàn)研究[D]. 李洪偉.吉林大學(xué) 2007

[3]會(huì)車過(guò)程的空氣動(dòng)力特性研究[D]. 李玉虎.吉林大學(xué) 2006

[4]統(tǒng)一輪胎模型與動(dòng)力學(xué)軟件的連接[D]. 金凌鴿.吉林大學(xué) 2006

[5]汽車防抱制動(dòng)系統(tǒng)的建模與仿真[D]. 胡雄文.大連理工大學(xué) 2002