通过多体仿真计算轿车姿态方法.pdfVIP

研穷与分析 · 机械研究与应用 · 通过多体仿真计算轿车姿态的方法 周贤杰，周桂新，万方琦 (广州汽车集团股份有限公司，广东广州 510640) 摘 要：轿车在不同栽荷下的姿态是由前悬架高度以及后悬架高度共同确定，它对外观造型、底盘通过性、操纵稳定 性 以及舒适性等会产生影响，轿车姿态本质上由悬架弹簧的长度控制。通过建立一套利用多体模型仿真计算 方法，来确定悬架弹簧长度，以调整车辆的静止姿态，使其满足设计要求。 关键词：轿车的姿态；悬架；弹簧；多体动力学 中图分类号：U463．33 文献标识码：A 文章编号：1006～4414(2010)03—0011一o3 Themethodonadjustingvehicleattitudeusingmulti—-bodysimulation ZhouXian—iie，ZhouGui—xin，WanFang—qi (GuangzhouautomobilegroupCo．，Lid，GuangzhouGuangdong 510640，China) Abstract：Vehicleattitudeindifferentloadconditionisdefinedbyheightoffrontandrearsuspension．Vehicleattitudeisim- portnatintermsofstyling，tmmcability，rideandhandling．Suspensionspringfreelengthiskeyfactortocontrolthevehicle attitude．A methodologyiscreatedtodefinethespringfreelengthaccordingtothevehicleattitudeindifferentloadcondition， usingmulti—bodysimulationtoo1． Keywords：carposture；suspension；spring；muhibodydynamics l 前 言 现在分析轮拱离地高度和轮心的图纸 z坐标的 轿车的姿态是由前后悬架高度共同确定，它对外 关系。表示车轮相对车身的位置如图2所示。 观造型、底盘通过性、操纵稳定性以及舒适性等会产 生影响。轿车姿态主要通过调节悬架弹簧的自由长 度和刚度来定义。传统方法是通过悬架簧载质量，悬 架杠杆比以及弹簧的静挠度计算出弹簧 自由长度。 但多连杆悬架的应用越来越广，一方面此结构不容易 准确得到杠杆比；另一方面连杆橡胶衬套以及减振器 图2 车轮相对于车身的 图3 简化的悬架系统 限位块的对悬架刚度有影响作用。按照传统的计算 位置示意图 方法，需要多次计算各状态下的约束条件，工作麻烦 且容易导致实际值与设计值偏差。 根据图中的几何关系可得到如下关系式： 结合多体动力学模型，通过仿真分析的方法，可 HwA=zW^一Zwc+‰ c (1) 以准确的计算出悬架的刚度以及所需要的弹簧 自由 式中： 为轮拱离地高度；日w为轮心离地高度；zw 长度，以及车辆在不同状态下的姿态。 为轮拱的z坐标；zWc为轮心的z坐标。 2 车辆姿态和弹簧长度的关系 式(I)中，已知轮拱的z坐标 。轮心的离地 车辆姿态直观体现为车身前后轮拱离地面的高 高度 可以由下式计算： 度。而在设计过程中，车身相对于图纸坐标系是固定 = 一 急