论文总字数：26167字

摘 要

经济高速发展的今天，大众的生活质量不断提高，对各方面的需求日益增强，特别是在出行方式的舒适度上提出新的要求，随着经济实力的不断增强，居民的出行方式现在多为私家车或者出租车等汽车类，因此居民对汽车平顺性的要求愈发迫切，汽车行业也在积极寻找措施，引进先进技术来达到这一目标，更好的满足居民高舒适度、安全系数高的要求。振动传统理论阐述了反映大众对平顺性的要求，将座椅传递给驾驶者的振动情况反映为平稳性，通过车辆振动系统将地面的起伏与行驶速度传递从车辆外部经轮胎、阻尼元件等传递到车辆内部座椅，人体所感知到其带来的加速度的大小衡量汽车的平稳性。本文通过ADAMS软件进行建模，对汽车平稳性进行实验仿真模拟，从多体动力学角度分析汽车的平顺性情况。

本文首先是从动力学理论层面进行可行性分析，然后在ADAMS/Car软件中进行建模，从车辆的不同构成方面分别进行建模，最终合成完整的车辆系统，不仅包括悬架模型还有各类子系统，有外部的轮胎，形式为齿轮式的内部转向系统，还有车身机构也进行了模拟，构建全套的车辆模型。

研究我国的平顺性评价方法，得出基本评价指标。在ADAMS中生成随机路面，然后在系统中对接入的路面进行仿真模拟，本文为了丰富路面状态，提高实验的科学性，在随机生成路面的基础上还引进了脉冲路面，其中包括三角形以及弧形，根据软件输出的结果，结合分析指标对汽车平顺性受路面影响情况进行研究探讨，并提出相关建议。

关键词：行驶平顺性；整车仿真模型；ADAMS

Abstract

With the continuous enhancement of economic strength, the residents'mode of travel is now mostly private cars or taxis, so the residents'demand for vehicle smoothness is becoming more and more urgent. The automobile industry is also actively looking for measures to introduce advanced technology to achieve this goal, to better meet the high comfort of residents, high Factor of safety requirements. The traditional theory of vibration describes the requirement of ride comfort for the general public, and the vibration transmitted from the seat to the driver as ride comfort, through the vehicle vibration system, the fluctuation of the ground and the driving speed are transferred from the outside of the vehicle to the inside of the vehicle seat through the tires, damping elements, etc. . In this paper, the vehicle ride comfort is simulated by Adams, and the ride comfort is analyzed from the view of multi-body dynamics. This paper first carries on the feasibility analysis from the dynamics theory stratification plane, then carries on the modeling in Adams / Car Software, carries on the modeling separately from the vehicle's different composition aspect, finally synthesizes the complete vehicle system, not only the suspension models but also all kinds of subsystems, there are external tires, internal steering system in the form of gears, as well as body mechanisms are also simulated to build a full set of vehicle models. The paper studies the evaluation method of ride comfort in China and gets the basic evaluation index. In Adams, the random pavement is generated, and then the road is simulated in the system. In order to enrich the road condition and improve the scientific experiment, the pulse pavement is introduced on the basis of the random pavement, based on the result of software output and analysis index, this paper studies the influence of road surface on vehicle ride comfort, and puts forward relevant suggestions.

Key words: ride comfort; vehicle simulation model; ADAMS

目录

武汉理工大学毕业设计（论文） 1

汽车平顺性动力学建模与仿真方法研究 1

学位论文版权使用授权书 2

摘 要 3

第1章 绪论 4

1.1汽车平顺性仿真研究的目的和意义 4

1.2汽车平顺性研究的主要内容及方法 4

1.2.1汽车平顺性的主要研究内容 4

1.2.2平顺性的主要研究方法 5

1.3平顺性的国内外研究概况 7

1.4虚拟样机技术概述 8

第二章ADAMS软件建模理论基础 8

2.1多刚体系统动力学理论基础 8

2.1.1计算多体系统动力学建模与求解一般过程 8

2.1.2计算多刚体系统动力学自动建模 9

2.2ADAMS建模基础 10

2.2.1ADAMS坐标系的选择 10

2.2.2ADAMS动力学方程的建立与求解 10

2.3本章小结 11

第三章整车仿真模型建立 11

3.1 ADAMS／Car建模基本原理 11

3.2整车参数 12

3.3前后独立悬架模型的建立 13

3.4轮胎模版的建立 14

3.5转向系统模型的建立 15

3.6车身模型的建立 16

3.7整车的装配 17

3.8本章小结 17

第四章平顺性仿真、分析 17

4.1汽车平顺性评价方法 18

4.1.1基本评价方法 20

4.1.2其他评价方法 21

4.2随机输入仿真 21

4.2.1 随机路面的生成 21

4.2.2随机输入路面仿真 22

4.3三角形脉冲路面输入仿真 25

4.3.1三角形脉冲路面生成 25

4.3.2三角形脉冲路面仿真试验 26

4.4弧形脉冲输入仿真 29

4.4.1弧形脉冲路面生成 29

4.4.2弧形脉冲路面仿真试验 29

4.5本章小结 33

第五章总结与展望 35

5.1总结 35

5.2后续工作展望 36

参考文献 37

致谢 39

第1章 绪论

1.1汽车平顺性仿真研究的目的和意义

“十二五”规划以来，国家经济发展步入新的阶段，居民的生活质量也是发生重大变化，无论是日常出行还是出门旅游频率都愈发增高，从而对出行方式方面也有着更高的追求，汽车作为舒适度较高的出行方式日益受到消费者的喜爱，成为使用频率较高的出行方式，随着居民出行目的的不断变化，出行距离也在不断扩大，居民在汽车里消耗大量的时间与精力，对于汽车的舒适度要求不断提高，特别是平顺性可以直接反映汽车的舒适度，成为大众愈发关注的指标。汽车平顺归根到底就是在汽车内的乘客感受到的振动频率。其带来的效果不仅影响车辆的性能而且影响使用者的感受。第一，直接加大了零件的磨损情况，影响使用寿命，增加维修及换零件等方面的费用支出；第二，振动带来了额外的噪音，影响乘客的感受；第三，颠簸的汽车会造成车上物品的破损以及给乘客带来不适感，并且容易产生疲劳状态；第四，行驶过程中剧烈的振动会影响汽车的操作系统，例如紧急制动等关乎安全等方面，同时还会影响动力系统。综上所诉，研究汽车平顺性的意义重大，不仅可以提高汽车的使用性能，还会为驾驶者提供一个舒适安静的环境，有利于保持良好驾驶条件以及更加有利于安全，可准确感知外界因素，紧急做出反应，汽车平顺性作为衡量汽车性能的重要指标，越来越受到大家的关注，不仅引进消费者的目光，并且吸引汽车制造商以及相关研发人员的注意。

我国的汽车产业虽然起步较晚，但由于改革开放，发展至今规模已经逐渐壮大。但是发展过快的弊端也逐渐显现出来。国内车企大部分是合资企业，自主品牌缺乏。另外，国人创新能力不足，自己掌握的核心技术过少，这不利于我国汽车行业的发展。要改善这个局面，我们既要培养自己的创新能力外，还要掌握汽车设计的基本理论以及设计步骤。本文研究的价值还体现在：只有在牢固的基础知识上，才能在此基础上进行创新。

1.2汽车平顺性研究的主要内容及方法

1.2.1汽车平顺性的主要研究内容

本文研究的汽车平稳性是汽车受到路面状况的影响产生振动，进而导致车内乘客的体验感情况。在车辆的行驶过程中，受路面状况的影响，直接作用到轮胎上，经过悬架传递到车体，进而产生车体振动，乘客最直观的感受就是从座椅传递来的振动，这种颠簸感会造成乘客的不适，引发疲劳，更有严重的会引发危险。基于此，在行驶过程中，车辆驾驶员会不断对车辆速度进行调整，以降低路面不平度引发的振动效应造成驾驶者以及乘客的不适感。这一过程是动态发展的，路面与汽车以及人体三者之间相互作用，共同形成整个振动系统，通过下面的流程将整个过程进行阐述^[1]。

评价体系

a撞击悬架限位概率值

b 安全系数

c加权加速度均方根

输出系统

a悬架弹簧动挠度

b人体感受到的加速度

c车轮与路面之间的动载荷

动裁荷

振动系统

a弹性元件

b 车体质量（轮胎、车身）

c阻尼元件

输入系统

a道路状况

b行驶速度

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