九自由度汽车舒适性仿真（副本）.pdf

年 月 重庆大学学报 （自然科学版） * 678 +- 第 卷第 期 （ ） - ( 97:;=8 7 .?7@AB@ 0BCD;EBFG H=F:;=8 IJBDJD KLBFB7 9:8 + 文章编号： （ ） ! # $%’ ()!*)$ 九自由度汽车舒适性仿真! ! ! 樊 兴 华 ，黄 席 樾 ，刘 光 波 （ 重庆大学自动化学院，重庆 ； 广州机械施工公司，广州 ） !+ ((( + $!,- 摘 要：在汽车舒适性预测评估和汽车悬挂系统、驾驶室支承系统、发动机悬置系统优化设计中， 要求选用合适的动力学模型对汽车舒适性进行动态仿真。笔者以- 种工况下人体垂直方向加速度加权 均方根值作为舒适性评价指标，建立了九自由度汽车振动模型，在推导计算公式、设计算法的基础上编 制了仿真计算程序，并对红岩./!!, 载重汽车进行了舒适性仿真计算。通过对红岩汽车系列产品所做 实验数据比较，证明了所建模型能够比较好的反映汽车的振动情况。本文进行汽车舒适性仿真研究对 汽车优化设计和汽车舒适性评估是很有意义的，其计算程序对汽车的设计和评估有一定的应用参考价 值。 关键词：汽车；舒适性；仿真；预测评估；龙格)库塔算法；优化设计 中图分类号： 文献标识码： 0 (,!1 ! 2 在汽车设计中，需要对汽车舒适性进行预测评估， 汽车的两种最主要振动———垂直振动和俯仰振动，能 或在考虑整车舒适性的条件下对悬挂系统、驾驶室支 够比较准确地反映汽车的振动情况，而且模型中用到 承系统和发动机悬置系统进行优化设计，这要求选用 的汽车结构参数和路面参数都易于测量，采用合适地 合适的动力学模型对汽车舒适性进行动态仿真。选用 算法能满足计算的精度要求，从而保证计算结果的合 的模型越复杂，计算要求给出的汽车结构和地面参数 理性，故九自由度模型汽车舒适性仿真是比较简练而 就越多、越精确。如果这些基本参数有微小的误差，经 实用的，对汽车的优化设计和舒适性评估也是有意义 过复杂的计算后，误差就有可能会变得很大，甚至影响 的。 到结果的合理性。此外，汽车是一个极其复杂的振动 ! 评价指标的选取 系统，它的主要振动来源于路面不平度激励和发动机 激励，其主要振动为垂直振动和俯仰振动。在实际分 对汽车进行舒适性仿真，是为了找出悬挂系统、驾 析中，很难把各种因素都考虑进去，常根据主次进行假 驶室支承系统、发动机总成悬置系统参数与整车舒适 设和简化。一般认为汽车振动系统是线性的，通常只 性之间动态关系，为悬挂系统、驾驶室支承系统、发动 考虑汽车在垂直平面上的振动，这不仅使问题的分析 机总成悬置系统参数的优化设计奠定基础；或对汽车 与计算工作得以简化，而且能比较满意地描述汽车的 舒适性进行评估。这样对选取的舒适性评价指标具有 振动情况。在汽车舒适性研究中，也需要考虑各种工 如下要求： 况下汽车的振动情况。 !）能反映悬挂系统、驾驶室支承系统、发动机总成 五自由度汽车模型考虑了汽车的路面不平度激 悬置系统参数变化所引起整车舒适性变化； 励，但它忽