论文总字数：18755字

摘 要

现如今的科技迅速发展，推动了各行各业的发展。作为国家的支柱产业，汽车行业也顺应时代发展的潮流，奔向新技术领域。在众多新兴技术中，虚拟样机技术凭借其得天独厚的优势，受到许多汽车工作者的开发运用。相比于西方国家，我国在该领域的研究成果较少，发展不太成熟。为此，本文结合有限知识理论，进行虚拟样机技术在整车建模上的运用。

首先，本文介绍了建模的理论知识。在众多的虚拟样机软件中，本文重点阐述了ADAMS软件的优点，选择该软件进行本文的研究工作。

然后，本文学习使用ADAMS软件的相关应用。在整理并且分析实际整车参数之后，进行了8个子系统的建模工作，在理论知识和实践能力的结合下，完成了各个子系统的完整构建。

最后，本文将完成的子系统装配为整车模型。先在ADAMS/Car中验证模型自由度的正确性，再进行整车实验。分析实验数据，发现得到的整车模型具有使用价值，能精确模仿实际整车性能，开拓了虚拟样机技术在整车建立中的应用。

关键词：ADAMS, 整车模型，车辆仿真

Abstract

Nowadays, the rapid development of science and technology has promoted the development of all walks of life. As a pillar industry of the country, the automobile industry also follows the trend of the times and rushes to the new technology field. Among many emerging technologies, virtual prototype technology has been developed and applied by many automobile workers with its unique advantages. Compared with western countries, our country has less research achievements in this field. Development is not mature enough.Therefore, this paper combines the limited knowledge theory to apply virtual prototype technology to vehicle modeling.

Firstly, this paper introduces the theoretical knowledge of modeling. Among many virtual prototype software, this paper focuses on the advantages of ADAMS software, and chooses this software to do the research work in this paper.

Then, this paper studies the application of ADAMS software. After finishing and analyzing the actual vehicle parameters, the modeling work of 8 subsystems was carried out, and under the combination of theoretical knowledge and practical ability, the complete construction of each subsystem was completed.

Finally, this paper assembles the completed subsystems into a complete vehicle model. First, the correctness of the freedom degree of the model is verified in ADAMS/Car, and then the whole vehicle experiment is carried out. Analysis of experimental data shows that the obtained vehicle model has practical value, can accurately simulate the actual vehicle performance, and opens up the application of virtual prototype technology in vehicle establishment.

Key words: ADAMS, vehicle model, vehicle simulation

目录

摘要 II

Abstract IV

第1章 绪论 1

1.1 研究背景与意义 1

1.1.1研究背景 1

1.1.2研究意义 1

1.2 国内外研究现状 2

1.2.1国内研究现状 2

1.2.2国外研究现状 2

1.3研究内容与研究方法 2

1.3.1研究内容 2

1.3.2研究方法 3

1.3.3技术路线 3

第2章 虚拟样机技术和建模理论 5

2.1虚拟样机技术与ADAMS软件 5

2.1.1虚拟样机技术 5

2.1.2 ADAMS软件及相应模块介绍 5

2.2模型理论 7

2.2.1 方程式分析法 7

2.2.2 量纲分析法 7

2.2.3 结构变态模型 7

2.3 章节总结 8

第3章 零部件建模 9

3.1前悬架系统 9

3.1.1前悬架系统的硬点坐标 9

3.1.2前悬架系统的运动副关系 10

3.1.3前悬架系统的弹簧特性和减震器阻尼特性 11

3.2后悬架系统 12

3.2.1后悬架系统的硬点 13

3.2.2后悬架系统的运动副关系 14

3.2.3后悬架系统的弹簧特性和减震器阻尼特性 14

3.3转向系统 15

3.3.2硬点 16

3.3.3运动副 16

3.4车身 17

3.5前后轮胎 18

3.6动力传递系统 18

3.7制动系统 19

3.8 本章总结 20

第4章 整车装配及仿真 21

4.1整车装配 21

4.2整车实验 21

4.2.1实验原理 21

4.2.2 路面模型的建立 22

4.2.3 蛇形仿真实验结果 22

4.3本章总结 24

第5章 结论 25

5.1研究总结 25

5.2研究展望 25

参考文献 26

致谢 28

第1章 绪论

1.1研究背景与意义

1.1.1研究背景

随着汽车技术的发展和整体工业的发展水平提高，企业对生产效率和汽车更新换代的速度要求越来越高，传统的汽车设计和实验流程耗费时间长，效率较低，不足以满足快速设计和改进新型号汽车的需求，也难以精准进行重复多次的不同环境下的汽车实验。因此，基于计算机技术的进步，使用计算机对汽车进行虚拟样机构建，从而进一步进行相应的仿真分析及性能评价，正在成为汽车制造厂家主要的研发与实验手段之一。与传统汽车设计及实验相比，构建虚拟样机成本更低，可以在开发设计阶段提早发现问题，并借助软件分析及解决问题。缩短了研发周期，提高了研发效率，基于构建出的虚拟样机，可以多次进行不同性能的模拟实验，提高分析精度。可以应用于汽车整体的研发，也可以对汽车的某一结构或性能进行优化。而且ADAMS软件的接口使得多软件联合仿真更加简化，如Peiqing Li等在其基于轮胎-路面侧摩擦的几何设计安全性评估一文中便是使用 Adams/Car 和 Matlab/Simulink 联合建立了闭环驾驶-车辆-道路-环境系统模型用于研究车辆侧滑^[1]；Zhang Xiu-qin等基于 ADAMS/Car 的多轴汽车防抱死制动系统的研究也是如此^[2]。

同时，随着汽车市场的趋于饱和，企业面临的竞争压力也愈发增长，消费者对汽车的性能认知也在进步，较为粗放的传统汽车设计难以满足顾客对汽车多方面性能需求的提高。通过更多的实验和设计优化来尽可能地完善新款汽车的设计或者老款汽车的结构势在必行，而ADAMS这类软件可以更快捷，也更精准的完成这一任务。我国汽车产业相较于国外起步较晚，自研技术和车型也较为匮乏，对国外厂商有依赖性，而我国汽车市场却随着中国经济的迅速发展在近几年里飞速扩大并趋于饱和，学习推广先进软件技术，借助科技的力量提高我国汽车行业的研发与优化实力有必要进行更深入的发展。

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