牵引车—半挂车整车动力学仿真优化

论文摘要

随着交通运输业的日益发展,牵引车-半挂车以其装载大、转弯半径小、机动性好等特点,在行业中占有重要地位。为了保证驾驶人员的安全和货物的完好,人们越来越关注牵引车-半挂车的相关性能。本文就以提高车辆性能的角度出发,对某牵引车-半挂车进行整车动力学仿真分析并进行整车的优化。本文在多体动力学的理论基础上,以ADAMS/CAR为平台,建立某牵引车-半挂车的多体动力学模型。模型考虑包括了弹簧、减振器、悬置、衬套、以及其它橡胶隔振弹性元件的力学特性模拟。介绍了悬架板簧、整车前后悬架、转向系、鞍座、动力总成、驾驶室及其悬置等子系统。分析了主要子系统的建立以及整车模型的搭建。本文的轮胎模型选用的是PAC2002模型。采用样车实际场地试验的车速以及方向盘信号作为虚拟样车的输入,通过对比仿真与场地试验数据的方法,有效验证了模型的正确性和精确性。在准确的模型基础上,本文对整车进行了动力学仿真分析,主要包括整车的操纵稳定性和平顺性两个方面。仿真的结果很好的表征了车辆在这两方面的性能,为整车优化提供参考。鞍座作为连接牵引车和半挂车之间唯一的元件,对整车性能的影响也是不可忽视。因此本文就鞍座相关的几何和结构参数对整车性能影响作了研究,了解鞍座几何和结构参数对整车性能不同程度的影响。在整车优化部分,通过对比样车与某品牌车辆的仿真数据确定了优化目标,选取鞍座相关参数以及整车部分参数作为优化设计变量。同时引入平顺性指标作为约束条件,保证在不降低平顺性的前提下,尽可能提高整车性能。基于iSIGHT、ADAMS/CAR以及MATLAB的联合仿真优化平台,本文优化的结果良好。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文理论基础
• 1.4 本文主要工作及结构
• 1.5 本章小结
• 2 整车仿真分析模型
• 2.1 ADAMS 软件
• 2.2 建模思路
• 2.3 整车仿真模型
• 2.4 本章小结
• 3 仿真模型的验证
• 3.1 引言
• 3.2 转向系角传动
• 3.3 稳态回转
• 3.4 双移线
• 3.5 扫频
• 3.6 中间转向
• 3.7 角阶跃&高速回正
• 3.8 本章小结
• 4 整车动力学仿真分析
• 4.1 引言
• 4.2 操纵稳定性
• 4.3 平顺性
• 4.4 本章小结
• 5 整车性能优化
• 5.1 引言
• 5.2 整车性能优化
• 5.3 本章小结
• 6 全文总结及展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 攻读硕士学位期间发表学术论文目录