Z5车型底盘匹配与性能优化流程建模

统 建 立模 型 ，最 低层 次对 应于 物理 系统的 底层 零件 建立 模 型 ，中 间层次 模型 是对 介 于整 个物 理 系统 和底 层部件 之 间 的 中 间层次 上 的部件建 立模 型 。在 Ｚ５ 车型 底盘 匹配 和性能 优 化时 ，我 们采 用Ｍｏ ｅｉａ ｄ ｌ 建模 仿真 技 术将其 划分 为整 车 ｃ
试 制验证 等 。包括 设计 过程 中 的运动 学分析 、结 构强 度分
析（Ｅ ） Ｆ Ｍ 、疲劳 有限 元分析 （ Ｅ 、运 动模拟分 析和验证 Ｆ Ａ） 图１ Ｓ Ａ Ｉ Ｃ Ｎ Ａ汽车建模库结构 依 托 国 家 高 技 术 发 展 计 划 （ ８６ ３计 划 ） 题 构 建 的 课
模 型 组 装 成 为 整车 系统 模 型 。 为获 得 优化 匹配 的产 品性 能 ，汽车 底盘 匹配 与性 能优
重用 的机械 、 电子 、液 压 、气动 、控 制等 共享模 型库 资源
进 行 建模 与仿 真 。
化 设计 的主 要 内容包 括 ：车辆 定义 、预定 设计 目标 、确定 整车性 能 目标 、对标 验证 、确 定承载 、动 力 、传动 、制动 等特性 目标 、概 念部 件设 计、详 细部 件设 计 、系统和 部件
“ ｔＭＷｏ ｋ ／ｃ ｈ ｃ Ｔｒｃ ” Ｉｅ ｎ ｒ ｓ ｎ ｔ／ ｕｋ 平台，应用Ｍｏ ｅ ｃ 语 言的建 ｄ￣ ａ 设计 进行 的结 构性 能试验 、台架疲 劳试 验 、动 力试 验和可
１ 引 言
汽 车 设计 的 核心 之一 是 底 盘匹 配 与性 能 优化 设计 。它 涉 及汽 车工 程数 据 、专 家 知识 、设 计 流程 和 支撑 技术 ，其 主 要任 务是 使所 设 计的 汽车 产 品达 到预 定 的整 车性 能 参数 指 标 ，并为 相关 总 成 的结构 设 计提 供 完善 的功 能参 数 。通 过 匹配 和优 化 ，使 整车 系统 在 系列 化 、标 准化 和通 用 化 的
级 、系统级 、部件 级 与零件 级 四个层 次 ，利用其 自带 的可
协 同 仿 真 ，使 车 辆 的 动 态 特 性 指 标 达 到 最 优 。而 多 领 域 、 多学 科 建 模就 是 将机 械 、 电子 、液压 、 控制 等 不 同 学 科 领 域 的 模 型组 装成 为 可 以协 同仿 真 的模 型 ，将 涉 及 不 同领 域 的 零件 模 型组 装 成 总 成 模 型 ，再 将 不 同领 域 的 总 成 模 型组 装成 子 系统 模 型 ，最 后将 不 同领 域 的 子 系统
国家高科技研 究发展计划 （６ 计划 ） 目 ８３ 项 重 型 汽 车 集 成 开 发 先 进 技 术 》 ２ ０ ＡＡ ｌ ０１ ５ 资 助 。 （０ ６ ０） １
２０．ＥＶ ＲＣ 《型 车 ０． ＨＡＹ ＵＫ重 汽 》 回 １２ Ｔ
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Ｚ ｇ ５ ｇ型
底 盘 匹 配 与 性 能 优 化 流 程 建 模
口 文 ／刘盛 强 刘 志敏 张 云 清 陈 伟
（ ． 国重汽 集 团公 司 ２． 东 交通 学 院 ５ 华 中科 技 大学 ） １中 山 ．
Ｍ ａｌｂ的 数 值 与 矩 阵 机 制 ， 支 持 注 重 知 识 积 累 与 重 用 的 现 ｔａ
代设 计理 念 ，实现 了模 型可 重 用 、可 重 构 、可扩 展 的先进
构 架 体 系 ， 适 合 于 多 领 域 物 理 系 统 ，特 别 本 实现 汽 车的性 能 指 标 。而性 能 指标 的 重 中之重 是汽 车 的安 全性 、环保性 、动 力性 、舒 适性 、 经 济性 、可 靠性 和 维修性 等。 底盘 匹配 与 性能 优化 的 核心 是 使 汽 车 在 规 定 的 工 作 环 境 条 件 下 符 合 国 内 外 标 准 和 法 规 ，达 到 综合 使 用性 能 最 优 的 目标 。 利 用ＡＤＡＭＳ 和Ｍａｌｂ 以进行汽车 底盘 匹配与性 能优 ｔ 可 ａ 化 设 计 ，例 如 整 车 的 动 态 特 性 分 析 匹 配 。但 当模 型 复 杂
时 ， 由 于 动 力 学 部 分 模 型 和 控 制 部 分 模 型 要 分 别 进 行 求
物理 系统 统 一建 模 与一体 化 仿真 ，这 恰恰 满 足 了汽车 底盘 匹 配 与性 能 优 化设 计 的需 要 。 国 际上 已 推 出Ｄｙｍ ｏｌ ａ、 Ｍａｈ ｄ ｌ ａ ｉ ｌｔ ｎ ｔ Ｍｏ ｅｉ 和Ｓｍｕａｉ Ｘ等 多个可 以推广应用 的建模仿 ｃ ｏ 真平 台 ，Ｓ ＡＮ Ａ、Ｖ０Ｌ Ｃ Ｉ ＶＯ、Ｄ ＡｍＩ Ｅ Ｌ Ｒ—Ｃ ＨＲＹＳ Ｅ Ｌ Ｒ等业 内公 司 已将其 应用 到新 产 品开 发之 中 ，例 见 图 １ 。 多领域 、多学 科建 模 是将 机 械 、电子 、液压 、控 制 等 不 同学科 领域 的模 型组 装 成为 一 个更 大的 可 以协 同仿真 的
基 础上 ，面 对 各种 复杂 多变 的工 作 环境 ，以适 合 的材料 和
的设 计 仿真 分析 不 利于 模型 重 用 ，在解 决 多领域 的耦 合仿 真 分析 时 显得 力 不从 心 。
源于工 程 实践 的Ｍｏ ｅｉａ 言 ，吸收 集成 多种建 模语 ｄｌ 语 ｃ 言 ，融 合 了非 因 果建 模思 想 、Ｊ ｖ 语 言的 面 向对 象技 术 和 ａａ
模 型 。 这 个 模 型 分 若 干 层 次 ， 最 高 层 次 对 应 于 整 个 物 理 系
解 ，无法 保证 两 个结 果时 时 同步 收敛 ，因此 许 多应 用 问题 无法 实现 。特 别是 汽 车 电子应 用 越来 越 多 ，汽车 的动 态 特 性 常 常采 用 电子装 置 控制 ，例 如 在设 计 中 ，动力 学分 析 需 要控 制器 设计 模型 ，控制 器设 计 需要 动 力学 模型 。而 常 规