下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
车辆系统动力学是研究所有与车辆运动状态有关的学科。目前研究方法主要分为两类：①采用简化的弹簧质量系统研究整车或是局部系统；②采用多体系统动力学软件构建物理模型并对整车系统或子系统进行仿真研究。与简化模型相比，车辆多体模型具有无可比拟的优势，其采用多体系统动力学建模，可以系统地考虑子系统结构及部件柔性化后的柔体系统动力学模型，模型更加精准。车辆动态特性关系到整车的操纵稳定性、平顺性等性能指标；同时车辆动态特性可以为整车及零部件分析提供各种工况下的精确载荷谱，而载荷谱是研究疲劳耐久特性的前提。整车模型下研究车辆的局部子系统是一种较好的方法，此种方法在研究过程中需要建立整车模型，真实地考虑整车运行工况下局部子系统的动态特性。因此，车辆模型的精确建立是研究车辆系统动力学的前提与基础。本书以商用车辆为主体，系统介绍商用车辆主要系统的建模与仿真。
本书内容主要包括：①悬架，针对不同类型的悬架系统描述其建模过程及对应的变量参数与通讯器特性，麦弗逊悬架模型建模过程中引入多柔体系统动力学特性，非独立悬架模型建模过程中介绍多簧片板簧间的接触特性，复杂耦合悬架模型的引入对于商用车设计具有指导意义，商用车平衡悬架模型介绍了模型间的合并关系及平衡悬架、推杆角度与整车稳定性的关系；②路面类型，包括对开路面、对接路面、减速带路面、连续障碍路面、分离路面设置及不同路面对应的整车不同工况仿真；③对商用车平衡悬架、整车模型的系统论述与分析，包含对4×2、6×4、8×4多轴系整车模型的探讨。
本书是高等院校高年级本科生、研究生及汽车工程研究院设计研发人员学习车辆系统动力学较好的资料，书中不同章节提供了相关模型。
由于作者水平有限，书中难免有疏漏和不妥之处，敬请读者批评指正。
著 者
2022年5月
麦弗逊悬架是乘用车辆底盘中最常见的一种悬架，此种悬架结构简单，安装占用空间小，调校灵活。目前多数文献采用刚性部件建立麦弗逊悬架模型。刚性模型可以模拟悬架的基本特性，但对于分析精度较高的工况，载荷提取等依然不满足要求，虽有些悬架模型采用柔性体建立，但这些柔性体是局部部件，例如横向稳定杆采用有限元模型制作，副车架、下控制臂等不考虑。对于下控制臂部件，实际车轮多采用冲压件制作，用杆件近似替代，此种建模方法可以准确模拟悬架的运动特性，但由于其部件质心位置、惯量参数与实际不符，因此在动态工况下提取的载荷偏差较大。针对上述现象，分章节介绍一种全柔性体麦弗逊悬架模型建立的详细过程。对于悬架模型的建立，较多的工程师为保证模型的正确性及准确性，多选择在公版数据库中通过调节硬点，更换对应的部件来完成模型建立。笔者推荐采用自建模型方式，通过自建模型，读者可以熟知悬架系统中不同部件、安装件间的连接关系、通讯器、变量参数设置方式等。同一种悬架，部件可以采用不同的约束方式，总之，建模方式“不拘一格”。建立的全柔性体麦弗逊悬架模型如图1.1所示。
图1.1 全柔性体麦弗逊悬架模型