汽车底盘平台悬架性能仿真模块的开发与应用

张家斌 蔡宇超

摘 要：为分析某汽车底盘平台对不同车型操控稳定性以及平顺性的适应性，以vc++和ADAMS，开发了底盘平台悬架分析专用模块，该模块可以快速建立前后悬架、其它子系统以及整车的参数化模型，并能快速完成操控稳定性和平顺性的分析优化。通过该模块对两款采用该底盘平台车型A1、A2的前、后悬架进行了运动学仿真分析并建立整车仿真模型，同时根据国标应用该模块对两款车型进行了操纵稳定性的转向脉冲仿真分析、计分评价、偏频测定仿真，以及随机路面平顺性的分析。研究结果表明该专用模块具有较好的工程应用价值，采用该底盘平台的两款车型具有较好的操控稳定性和平顺性。

关键词：底盘平台;模块;操控稳定性;平顺性

0 引言

本研究以多体动力学软件为基础，开发一套用于底盘平台操控稳定性及平顺性分析的专用模块。该模块以菜单和对话框的模式，通过调用专用模块快速完成其各个子系统以及整车模型的参数化自动建模，并具有对底盘平台操控稳定性、平顺性进行分析优化，以及对仿真数据进行提取、管理顯示等后处理功能，从而大大提高对底盘平台性能分析的效率。

1 多车型底盘平台专用模块

该模块是针对悬架和共享底盘分析时需要利用的建模、仿真、数据处理和优化设计等环节，以Vc++6.0和ADAMS/Car为平台开发而成，模块构建过程比较复杂，所需篇幅较大，在此不再赘述。

1.1 模块功能

该底盘平台模块是在Windows环境下，以专用模块开发而成，具有以下功能：（1）前后悬架子系统、转向系子系统、前后横向稳定杆子系统、车身子系统、前后车轮子系统的参数化自动建模。（2）自动化装配功能，各子系统和底盘平台仿真分析模型的自动装配。（3）结果数据后处理功能，快速完成悬架的运动学仿真分析以及仿真结果后处理和数据提取。（4）自动仿真分析功能，对底盘平台进行操作稳定性、平顺性分析，并进行分析评价，快速地判断该底盘是否符合要求。（5）优化功能，通过对整车模型中相关参数进行修改，使设计的悬架和底盘最终都能达到良好的性能。

1.2 各子系统参数化建模模块

1.2.1 前后悬架建模模块

为满足底盘平台的通用性要求，悬架模型应为参数化模型，以便修改其硬点坐标、弹簧刚度、减振器阻尼以及车轮定位参数，从而衍生出多款车型。采用底盘平台的车型一般都有相同结构形式的悬架系统，只要通过调整悬架的刚度和阻尼、轮距、轴距、轮胎和车身等就可以衍生出不同用途的车型。本研究以两款采用底盘平台的车型A1、A2为例，运用开发的模块建立这两款车型的参数化建模。在相应的建模对话框中输入参数后，模块自动调用多体动力学软件完成对前后悬架的参数化建模，并将建好的模型自动保存在个人数据库中以便随时调用。前悬架为麦弗逊悬架，后悬架为纵臂三连杆悬架，前悬架模型如图1所示，后悬架建模方式和前悬架类似。

2 平顺性仿真及分析

偏频的测定：

前后悬架及其簧载质量组成的振动系统的固有频率是影响汽车平顺性的主要原因之一。根据文献中关于汽车悬挂系统的固有频率和阻尼比测定方法，通过ADAMS/Car中进行的二次开发，本研究建立了四柱试验台测试前后偏频的试验系统。本研究使用四柱试验台平顺性仿真分析功能模块对A1、A2两款车的前后偏频进行了测量，测出A1前偏频0.93，后偏频1.12;A2前偏频1.04，后偏频1.28，单位Hz，根据文献中对前后偏频取值范围要求可知，采用底盘平台的A1、A2两款车型的前后偏频均满足平顺性要求，两款车型的前偏频曲线如图所示。

3 结束语

本研究通过对ADAMS/Car的二次开发，完成了对前后悬架、前后车轮等子系统以及整车的自动参数化建模及分析处理功能模块的设计，能在较大程度上提升分析的效率，然后运用该模块的仿真分析功能，并且进行偏频测定和随机路面平顺性分析。研究结果表明，采用该底盘平台的两款车型均有较好的操控稳定性和平顺性，同时也验证了该模块具有的工程应用价值。

参考文献：

[1]赵立微.基于K&C试验的悬架特性分析与试验优化[D].长春：吉林大学汽车工程学院，2008.

[2]廖力成，熊禾根.基于ADAMS的麦弗逊悬架的运动学仿真与结构优化[J].机电工程技术，2009，38（09）：33.