整車操縱穩(wěn)定性仿真分析報告分析解析

1、整車操縱穩(wěn)定性仿真分析報告分析解析Revised on November 25, 2020L11整車操縱穩(wěn)定性仿真分析報告（HB11A/HB12A）編制（日期）校對（日期）審核（曰期）批準(zhǔn)（曰期）簡式國際汽車設(shè)計（北京）有限公司L11整車操縱穩(wěn)定性仿真分析報告（HB11A/HB12A）1.定半徑穩(wěn)態(tài)圓周試驗試驗方法HB11A處于滿載狀態(tài)，沿半徑為40m的定半徑圓周進(jìn)行回轉(zhuǎn)運動，開始 以最低穩(wěn)定速度進(jìn)入圓周，找準(zhǔn)方向盤的位置，使汽車可以沿圓周進(jìn)行回轉(zhuǎn)運 動，開始記錄，然后緩慢連續(xù)而均勻地加速（縱向加速度不超過m/s?）,加速 的同時調(diào)整方向盤轉(zhuǎn)角以維持定半徑圓周運動，這個過程中車輛不應(yīng)超出車道

2、m,直至不能維持穩(wěn)態(tài)定半徑圓周運動條件時或受發(fā)動機(jī)功率限制所能達(dá)到的 最大側(cè)向加速度為止。記錄整個過程，建議使用滿足試驗條件的最高檔位。試驗按向左轉(zhuǎn)和向右轉(zhuǎn)兩個方向進(jìn)行，每次試驗開始時車身應(yīng)處于正中位置。數(shù)據(jù)處理“方向盤轉(zhuǎn)角一一側(cè)向加速度”擬合曲線線性部分的斜率，取側(cè)向加速度為時 的曲線斜率。圖1方向盤轉(zhuǎn)角一側(cè)向加速度（左轉(zhuǎn)）從圖1計算得到左轉(zhuǎn)不足轉(zhuǎn)向梯度為137o/g圖2方向盤轉(zhuǎn)角一側(cè)向加速度（右轉(zhuǎn)）右轉(zhuǎn)不足轉(zhuǎn)向梯度為g,則HB11A平均不足轉(zhuǎn)向梯度為g。HB11A的角傳動比約為，則不足轉(zhuǎn)向梯度/轉(zhuǎn)向系角傳動比為go“質(zhì)心側(cè)偏角側(cè)向加速度”擬合曲線線性部分的斜率，取側(cè)向加速度為時 的曲線斜率

3、。圖3質(zhì)心側(cè)偏角側(cè)向加速度（左轉(zhuǎn)）左轉(zhuǎn)側(cè)偏角梯度為go圖4質(zhì)心側(cè)偏角側(cè)向加速度（右轉(zhuǎn)）右轉(zhuǎn)側(cè)偏角梯度為g,則HB11A平均側(cè)偏角梯度為g。“車身側(cè)傾角一一側(cè)向加速度”擬合曲線線性部分的斜率，取側(cè)向加速度為時的 曲線斜率。圖5車身側(cè)傾角側(cè)向加速度（左轉(zhuǎn)）左轉(zhuǎn)側(cè)傾角梯度為g。圖6車身側(cè)傾角一側(cè)向加速度（右轉(zhuǎn)）右轉(zhuǎn)側(cè)傾角梯度為g,則HB11A平均側(cè)傾角梯度為g。2.方向盤轉(zhuǎn)角階躍輸入試驗試驗方法HB11A處于滿載狀態(tài)，以70 km/h的車速穩(wěn)定直線行駛，開始記錄數(shù)據(jù)，以盡可能快的速度（階躍時間為轉(zhuǎn)動方向盤，達(dá)到預(yù)定的轉(zhuǎn)角，保持方向盤轉(zhuǎn)角不變直至汽車恢復(fù)穩(wěn)定狀態(tài)，試驗過程中油門踏板開度應(yīng)盡可能保持不變

4、。方向盤轉(zhuǎn)角初始值是10。，每次增加5。，直到車輛達(dá)到附著極限，試驗分 為向左、向右兩個方向進(jìn)行。數(shù)據(jù)處理方向盤轉(zhuǎn)角滯后時間橫擺角速度達(dá)到50%穩(wěn)態(tài)值時相對于方向盤轉(zhuǎn)角達(dá)到50%階躍值時的滯后時 間。圖7時橫擺角速度一方向盤轉(zhuǎn)角滯后時間左轉(zhuǎn)時，橫擺角速度方向盤轉(zhuǎn)角滯后時間為右轉(zhuǎn)時，橫擺角速度方向盤轉(zhuǎn)角滯后時間為HB11A橫擺角速度一一方向盤轉(zhuǎn)角平均滯后時間為圖8時橫擺角速度一方向盤轉(zhuǎn)角滯后時間左轉(zhuǎn)時，橫擺角速度方向盤轉(zhuǎn)角滯后時間為；右轉(zhuǎn)時，橫擺角速度方向盤轉(zhuǎn)角滯后時間為；HB11A橫擺角速度方向盤轉(zhuǎn)角平均滯后時間為。一一方向盤轉(zhuǎn)角滯后時間側(cè)向加速度達(dá)到50%穩(wěn)態(tài)值時相對于方向盤轉(zhuǎn)角達(dá)到50%階

5、躍值時的滯后時 間。圖9時側(cè)向加速度方向盤轉(zhuǎn)角滯后時間左轉(zhuǎn)時，側(cè)向加速度方向盤轉(zhuǎn)角滯后時間為；右轉(zhuǎn)時，側(cè)向加速度方向盤轉(zhuǎn)角滯后時間為；HB11A側(cè)向加速度一一方向盤轉(zhuǎn)角平均滯后時間為。圖10時側(cè)向加速度一一方向盤轉(zhuǎn)角滯后時間左轉(zhuǎn)時，側(cè)向加速度方向盤轉(zhuǎn)角滯后時間為;右轉(zhuǎn)時，側(cè)向加速度方向盤轉(zhuǎn)角滯后時間為；HB11A側(cè)向加速度方向盤轉(zhuǎn)角平均滯后時間為。一一方向盤轉(zhuǎn)角滯后時間車身側(cè)傾角達(dá)到50%穩(wěn)態(tài)值時相對于方向盤轉(zhuǎn)角達(dá)到50%階躍值時的滯后時 間。圖11側(cè)傾角方向盤轉(zhuǎn)角滯后時間左轉(zhuǎn)時，側(cè)傾角方向盤轉(zhuǎn)角滯后時間為；右轉(zhuǎn)時，側(cè)傾角方向盤轉(zhuǎn)角滯后時間為；HB11A側(cè)傾角一一方向盤轉(zhuǎn)角平均滯后時間為。圖1

6、2側(cè)傾角方向盤轉(zhuǎn)角滯后時間左轉(zhuǎn)時，側(cè)傾角方向盤轉(zhuǎn)角滯后時間為；右轉(zhuǎn)時，側(cè)傾角方向盤轉(zhuǎn)角滯后時間為；HB11A側(cè)傾角一一方向盤轉(zhuǎn)角平均滯后時間為。一一方向盤轉(zhuǎn)角滯后時間質(zhì)心側(cè)偏角達(dá)到50%穩(wěn)態(tài)值時相對于方向盤轉(zhuǎn)角達(dá)到50%階躍值時的滯后時 間。圖13側(cè)偏角方向盤轉(zhuǎn)角滯后時間左轉(zhuǎn)時，側(cè)偏角方向盤轉(zhuǎn)角滯后時間為；右轉(zhuǎn)時，側(cè)偏角方向盤轉(zhuǎn)角滯后時間為；HB11A側(cè)偏角一一方向盤轉(zhuǎn)角平均滯后時間為。圖14側(cè)偏角方向盤轉(zhuǎn)角滯后時間左轉(zhuǎn)時，側(cè)偏角方向盤轉(zhuǎn)角滯后時間為；右轉(zhuǎn)時，側(cè)偏角方向盤轉(zhuǎn)角滯后時間為;HB11A側(cè)偏角一一方向盤轉(zhuǎn)角平均滯后時間為。3轉(zhuǎn)向回正性能試驗試驗方法HB11A處于滿載狀態(tài)，沿半徑為20

7、m的圓周行駛，調(diào)整車速，使側(cè)向加速 度達(dá)到4 / s2,固定轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角，穩(wěn)定車速并開始記錄，駕駛員突然松開轉(zhuǎn)向 盤，至少記錄松手后4s的汽車運動過程。記錄時間內(nèi)油門開度保持不變。試驗 按向左轉(zhuǎn)與向右轉(zhuǎn)兩個方向進(jìn)行，每個方向三次。數(shù)據(jù)處理圖15車輛軌跡側(cè)向加速度時間歷程圖16 側(cè)向加速度時間歷程圖17車速及油門開度時間歷程圖18橫擺角速度變化曲線松開方向盤3s時刻的橫擺角速度值（包括0值）。左轉(zhuǎn)時，殘留橫擺角速度為s；右轉(zhuǎn)時，殘留橫擺角速度為s；HB11A平均殘留橫擺角速度為s。橫擺角速度響應(yīng)第一個峰值超過新穩(wěn)態(tài)值的部分與初始值之比。左轉(zhuǎn)時，橫擺角速度超調(diào)量為；右轉(zhuǎn)時，橫擺角速度超調(diào)量為。HB1

8、1A平均橫擺角速度超調(diào)量為。式中：/；橫擺角速度自然頻率，HzA橫擺角速度響應(yīng)時間歷程曲線的峰峰值，（。）/S少橫擺角速度響應(yīng)時間歷程曲線上兩相鄰波峰的時間間隔,n橫擺角速度響應(yīng)時間歷程曲線的波峰數(shù) 左轉(zhuǎn)時，橫擺角速度自然頻率為； 右轉(zhuǎn)時，橫擺角速度自然頻率為；HB11A平均橫擺角速度自然頻率為。衰減率D =-A-式中：A,橫擺角速度響應(yīng)歷程曲線的第一個峰峰值，（。）/S可得相對阻尼系數(shù)疳=,1左轉(zhuǎn)時，橫擺角速度相對阻尼系數(shù)為；右轉(zhuǎn)時，橫擺角速度相對阻尼系數(shù)為；HB11A平均橫擺角速度相對阻尼系數(shù)為。式中：Er橫擺角速度總方差，s氣橫擺角速度響應(yīng)時間歷程曲線瞬時值，（o） /s%橫擺角速度響應(yīng)

9、初始值，（。）/sn采樣點數(shù)At采樣時間間隔，s左轉(zhuǎn)時，橫擺角速度總方差為；右轉(zhuǎn)時，橫擺角速度總方差為；HB11A平均橫擺角速度總方差為。4.中間位置轉(zhuǎn)向試驗試驗方法HB11A處于滿載狀態(tài)，以70 km/h的固定車速直線穩(wěn)定行駛，以的頻率 進(jìn)行連續(xù)的正弦曲線方向盤轉(zhuǎn)角輸入，產(chǎn)生的最大側(cè)向加速度為，正弦輸入以 外的過程中要始終保持方向盤轉(zhuǎn)角不變，試驗過程中，轉(zhuǎn)向角最大幅度和方向 盤中心位置的角速度應(yīng)盡可能穩(wěn)定。此外，油門踏板位置變化應(yīng)保持最小，與 車速限值要求保持一致。數(shù)據(jù)處理一方向盤轉(zhuǎn)角圖19側(cè)向加速度一方向盤轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)向靈敏度：方向盤最大轉(zhuǎn)角的20%范圍內(nèi)的曲線平均斜率，為。 最小轉(zhuǎn)向靈敏度：側(cè)

10、向加速度在土范圍內(nèi)內(nèi)的曲線最小瞬間斜率，為。側(cè)向加速度為時的轉(zhuǎn)向靈敏度：遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)向中心側(cè)向加速度為時的曲線斜 率，為o。轉(zhuǎn)向線性度：最小轉(zhuǎn)向靈敏度與側(cè)向加速度時的轉(zhuǎn)向靈敏度的比值，為。轉(zhuǎn)向遲滯：在側(cè)向加速度為土范圍內(nèi)的曲線區(qū)域面積，為遲方向盤平均轉(zhuǎn)角靜態(tài)區(qū)：轉(zhuǎn)向遲滯除以，為。方向盤轉(zhuǎn)角圖20橫擺角速度方向盤轉(zhuǎn)角橫擺角速度響應(yīng)系數(shù):方向盤最大轉(zhuǎn)角的20%范圍內(nèi)的曲線平均斜率，為l/so5. 掃頻試驗試驗方法HB11A處于滿載狀態(tài)，以70 k m/h車速穩(wěn)定直線行駛，開始記錄數(shù)據(jù)， 給方向盤轉(zhuǎn)角正弦掃描輸入，頻率范圍從到4Hz連續(xù)變化，轉(zhuǎn)向幅度使側(cè)向加 速度峰值達(dá)到，試驗過程中油門開度保持不變。數(shù)據(jù)

11、處理方向盤轉(zhuǎn)角圖21側(cè)向加速度v方向盤轉(zhuǎn)角初始増益為。，最小增益頻率為。一方向盤轉(zhuǎn)角圖22橫擺角速度一方向盤轉(zhuǎn)角初始増益為1/s,最大増益頻率為，放大率為方向盤轉(zhuǎn)角圖23側(cè)偏角一方向盤轉(zhuǎn)角初始増益為，最大増益頻率為，放大率為。側(cè)向加速度圖24側(cè)傾角一側(cè)向加速度初始増益為go6. 平順性脈沖輸入試驗試驗方法采用如圖25所示三角形狀的凸塊作為脈沖輸入，將凸塊放置在試驗道路（干燥平整長直的水泥路面或者瀝青路面）中間，并按汽車輪距調(diào)整好兩個凸塊 間的距離，為保證汽車左右車輪同時駛過凸塊，應(yīng)將兩凸塊放在與汽車行駛方 向垂直的一條線上。圖25三角形狀的凸塊示意圖圖25中：h80mm ； B按需要而定，但必

12、須大于輪寬。HB11A處于滿載狀態(tài)，分別以10、20、30、40、50、60km/h的實驗車速 直線勻速駛過凸塊，在汽車通過凸塊前50m應(yīng)穩(wěn)住車速和方向盤，并啟用測速 裝置測量車速。當(dāng)汽車前輪接近凸塊時開始記錄，待汽車駛過凸塊并沖擊響應(yīng) 消失后，停止記錄。數(shù)據(jù)處理各測點在不同車速下的最大垂直加速度的絕對值如表1所示:表1不同車速下的杲大垂直加速度加速度 單位：g趣員酬趣員專貨箱地板中心板艮各處 地堀板Jim 箱詭邊)oml 貨哺左307.仿真試驗結(jié)果匯總表2仿真試驗結(jié)果匯總表定半徑穩(wěn)態(tài)圓周試驗不足轉(zhuǎn)向梯度g不足轉(zhuǎn)向梯度/轉(zhuǎn)向系角傳動比g側(cè)偏角梯度g側(cè)傾角梯度g方向盤轉(zhuǎn)角階躍輸入試驗橫擺角速度方

13、向盤轉(zhuǎn)角時滯橫擺角速度方向盤轉(zhuǎn)角時滯側(cè)向加速度方向盤轉(zhuǎn)角時滯側(cè)向加速度方向盤轉(zhuǎn)角時滯側(cè)傾角方向盤轉(zhuǎn)角時滯側(cè)傾角方向盤轉(zhuǎn)角時滯側(cè)偏角方向盤轉(zhuǎn)角時滯側(cè)偏角方向盤轉(zhuǎn)角時滯轉(zhuǎn)向回正性能試驗殘留橫擺角速度S橫擺角速度超調(diào)量%橫擺角速度自然頻率橫擺角速度相對阻尼系數(shù)橫擺角速度總方差中間位置轉(zhuǎn)向試驗轉(zhuǎn)向靈敏度0最小轉(zhuǎn)向靈敏度0側(cè)向加速度為時的轉(zhuǎn)向靈敏度0轉(zhuǎn)向線性度轉(zhuǎn)向遲滯g方向盤平均轉(zhuǎn)角靜態(tài)區(qū)橫擺角速度響應(yīng)系數(shù)1/S掃頻試驗側(cè)向加速度初始增益0側(cè)向加速度最小增益頻率橫擺角速度初始增益1/S橫擺角速度最大增益頻率橫擺角速度放大率側(cè)偏角初始增益?zhèn)绕亲畲笤鲆骖l率側(cè)偏角放大率初始增益為g平順性脈沖輸入試驗結(jié)果曲線

14、擬合(1) 駕駛員座椅處最大垂直加速度的絕對值車速圖26駕駛員座椅處最大垂直加速度一車速(2) 駕駛員底部地板處最大垂直加速度的絕對值車速圖27駕駛員底部地板處最大垂直加速度一車速(3) 貨箱地板中心處最大垂直加速度的絕對值車速圖28貨箱地板中心處最大垂直加速度一車速(4) 貨箱地板距前邊板、左邊板各300mm處最大垂直加速度的絕對值一一車速圖29貨箱地板距前邊板、左邊板各300mm處最大垂直加速度一車速(5) 貨箱地板距前邊板、右邊板各300mm處最大垂直加速度的絕對值一一車速圖30貨箱地板距前邊板、左邊板各300mm處最大垂直加速度一車速(6) 貨箱地板距后邊板、左邊板各300mm處最大垂直加速度的絕對值一一車速圖31貨箱地板距后邊板、左邊板各300mm處最大垂直加速度一車速(7) 貨箱地板距后邊板、右邊板各300mm處最大垂直加速度的絕對值一一車速圖32貨箱地板距后邊板、右邊板各300mm處最大垂直加速度一車速8.結(jié)論本仿真模型中，輪胎、襯套等