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（曰期）簡式國際汽車設計（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的定半徑圓周進行回轉運動，開始 以最低穩(wěn)定速度進入圓周，找準方向盤的位置，使汽車可以沿圓周進行回轉運 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 的同時調整方向盤轉角以維持定半徑圓周運動，這個過程中車輛不應超出車道

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)動機功率限制所能達到的 最大側向加速度為止。記錄整個過程，建議使用滿足試驗條件的最高檔位。試驗按向左轉和向右轉兩個方向進行，每次試驗開始時車身應處于正中位置。數(shù)據(jù)處理“方向盤轉角一一側向加速度”擬合曲線線性部分的斜率，取側向加速度為時 的曲線斜率。圖1方向盤轉角一側向加速度（左轉）從圖1計算得到左轉不足轉向梯度為137o/g圖2方向盤轉角一側向加速度（右轉）右轉不足轉向梯度為g,則HB11A平均不足轉向梯度為g。HB11A的角傳動比約為，則不足轉向梯度/轉向系角傳動比為go“質心側偏角側向加速度”擬合曲線線性部分的斜率，取側向加速度為時 的曲線斜率

3、。圖3質心側偏角側向加速度（左轉）左轉側偏角梯度為go圖4質心側偏角側向加速度（右轉）右轉側偏角梯度為g,則HB11A平均側偏角梯度為g?！败嚿韨葍A角一一側向加速度”擬合曲線線性部分的斜率，取側向加速度為時的 曲線斜率。圖5車身側傾角側向加速度（左轉）左轉側傾角梯度為g。圖6車身側傾角一側向加速度（右轉）右轉側傾角梯度為g,則HB11A平均側傾角梯度為g。2.方向盤轉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（階躍時間為轉動方向盤，達到預定的轉角，保持方向盤轉角不變直至汽車恢復穩(wěn)定狀態(tài)，試驗過程中油門踏板開度應盡可能保持不變

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

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

6、2側傾角方向盤轉角滯后時間左轉時，側傾角方向盤轉角滯后時間為；右轉時，側傾角方向盤轉角滯后時間為；HB11A側傾角一一方向盤轉角平均滯后時間為。一一方向盤轉角滯后時間質心側偏角達到50%穩(wěn)態(tài)值時相對于方向盤轉角達到50%階躍值時的滯后時 間。圖13側偏角方向盤轉角滯后時間左轉時，側偏角方向盤轉角滯后時間為；右轉時，側偏角方向盤轉角滯后時間為；HB11A側偏角一一方向盤轉角平均滯后時間為。圖14側偏角方向盤轉角滯后時間左轉時，側偏角方向盤轉角滯后時間為；右轉時，側偏角方向盤轉角滯后時間為;HB11A側偏角一一方向盤轉角平均滯后時間為。3轉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，調整車速，使側向加速 度達到4 / s2,固定轉向盤轉角，穩(wěn)定車速并開始記錄，駕駛員突然松開轉向 盤，至少記錄松手后4s的汽車運動過程。記錄時間內油門開度保持不變。試驗 按向左轉與向右轉兩個方向進行，每個方向三次。數(shù)據(jù)處理圖15車輛軌跡側向加速度時間歷程圖16 側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）。左轉時，殘留橫擺角速度為s；右轉時，殘留橫擺角速度為s；HB11A平均殘留橫擺角速度為s。橫擺角速度響應第一個峰值超過新穩(wěn)態(tài)值的部分與初始值之比。左轉時，橫擺角速度超調量為；右轉時，橫擺角速度超調量為。HB1

8、1A平均橫擺角速度超調量為。式中：/；橫擺角速度自然頻率，HzA橫擺角速度響應時間歷程曲線的峰峰值，（。）/S少橫擺角速度響應時間歷程曲線上兩相鄰波峰的時間間隔,n橫擺角速度響應時間歷程曲線的波峰數(shù) 左轉時，橫擺角速度自然頻率為； 右轉時，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左轉時，橫擺角速度相對阻尼系數(shù)為；右轉時，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氣橫擺角速度響應時間歷程曲線瞬時值，（o） /s%橫擺角速度響應

9、初始值，（。）/sn采樣點數(shù)At采樣時間間隔，s左轉時，橫擺角速度總方差為；右轉時，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 進行連續(xù)的正弦曲線方向盤轉角輸入，產生的最大側向加速度為，正弦輸入以 外的過程中要始終保持方向盤轉角不變，試驗過程中，轉向角最大幅度和方向 盤中心位置的角速度應盡可能穩(wěn)定。此外，油門踏板位置變化應保持最小，與 車速限值要求保持一致。數(shù)據(jù)處理一方向盤轉角圖19側向加速度一方向盤轉角轉向靈敏度：方向盤最大轉角的20%范圍內的曲線平均斜率，為。 最小轉向靈敏度：側

10、向加速度在土范圍內內的曲線最小瞬間斜率，為。側向加速度為時的轉向靈敏度：遠離轉向中心側向加速度為時的曲線斜 率，為o。轉向線性度：最小轉向靈敏度與側向加速度時的轉向靈敏度的比值，為。轉向遲滯：在側向加速度為土范圍內的曲線區(qū)域面積，為遲方向盤平均轉角靜態(tài)區(qū)：轉向遲滯除以，為。方向盤轉角圖20橫擺角速度方向盤轉角橫擺角速度響應系數(shù):方向盤最大轉角的20%范圍內的曲線平均斜率，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)， 給方向盤轉角正弦掃描輸入，頻率范圍從到4Hz連續(xù)變化，轉向幅度使側向加 速度峰值達到，試驗過程中油門開度保持不變。數(shù)據(jù)

11、處理方向盤轉角圖21側向加速度v方向盤轉角初始増益為。，最小增益頻率為。一方向盤轉角圖22橫擺角速度一方向盤轉角初始増益為1/s,最大増益頻率為，放大率為方向盤轉角圖23側偏角一方向盤轉角初始増益為，最大増益頻率為，放大率為。側向加速度圖24側傾角一側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應穩(wěn)住車速和方向盤，并啟用測速 裝置測量車速。當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 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.仿真試驗結果匯總表2仿真試驗結果匯總表定半徑穩(wěn)態(tài)圓周試驗不足轉向梯度g不足轉向梯度/轉向系角傳動比g側偏角梯度g側傾角梯度g方向盤轉角階躍輸入試驗橫擺角速度方

13、向盤轉角時滯橫擺角速度方向盤轉角時滯側向加速度方向盤轉角時滯側向加速度方向盤轉角時滯側傾角方向盤轉角時滯側傾角方向盤轉角時滯側偏角方向盤轉角時滯側偏角方向盤轉角時滯轉向回正性能試驗殘留橫擺角速度S橫擺角速度超調量%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向試驗轉向靈敏度0最小轉向靈敏度0側向加速度為時的轉向靈敏度0轉向線性度轉向遲滯g方向盤平均轉角靜態(tài)區(qū)橫擺角速度響應系數(shù)1/S掃頻試驗側向加速度初始增益0側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偏角初始增益?zhèn)绕亲畲笤鲆骖l率側偏角放大率初始增益為g平順性脈沖輸入試驗結果曲線

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.結論本仿真模型中，輪胎、襯套等