车辆动态仿真技术及其应用试验报告

车辆动态仿真技术及其应用试验报告
班级：车辆动态仿真技术及其应用
专业：
学号：
姓名：
2017年12月
试验一：连杆机构的建模与仿真
●试验目的
通过对曲柄摇杆机构的运动和动力分析，掌握应用Adams软件创建机构虚拟样机模型，对模型的仿真分析及结果后处理。

●试验工具
笔记本电脑，Adams2013软件
●试验内容
创建如图所示曲柄摇杆机构的虚拟样机模型并分析摇杆3的运动，其中曲柄1匀速转动，数据如下。

（l
1=120mm,l
2
=250mm,l
3
=260mm,l
4
=300mm,ω
1
=1rad/s）
●试验步骤
1.启动adams软件
2.创建模型名称及工作环境
3.创建曲柄摇杆机构并建立约束
4.施加运动，根据ω
1
=1rad/s的要求，给曲柄施加一个motion，在Rot.Speed 文本框里输入180/PI。

5.保存模型并进行仿真测试，设置End Time为
6.283，设置Step为100，运
行。

6.模型测试，在大地（350，0，0）位置建立一个Maker点，作为测量摇杆角位移的标记点。

在操作区按照Build,Measure,Angle顺序操作，并逐步拾取Maker点，单击OK按钮，系统将生成三个点测量摇杆角位移曲线，其中曲线的横坐标轴为时间轴，单位是秒，纵坐标轴为角位移轴，单位是°。

相同方法可获得角位移测量结果。

7.角速度和角加速度的测量
右键单机摇杆，弹出的快捷菜单中选择Part：Rocker，Measure。

在弹出的对话框中单击Characteristic，在下拉列表中选择CM angular velocity，在Component中选择Z，单击OK。

结果如下图，相同方法测得曲柄角速度。

试验结论
通过仿真模拟计算生成摇杆角位移曲线，曲柄角位移曲线如下图所示：
摇杆角位移曲线
曲柄角位移曲线
后处理角位移图
后处理摇杆角位移图
摇杆角加速度曲线
摇杆角速度曲线
试验二：麦弗逊式前悬架建模与仿真
●试验目的
使用ADAMS/CAR的模板界面建立简化的麦弗逊式前悬架模板来熟悉模板的基本使用方法，然后再与标准悬架试验台总成在一起进行仿真。

●试验工具
笔记本电脑，Adams2013软件
●试验内容
这里通过使用模板界面建立一个简化了的麦弗逊式前悬挂模板来演示模板模式的基本使用方法，然后按模板-子系统-装配组件的顺序与标准悬挂试验台总装在一起组成一个装配组合进行仿真。

●试验步骤
1.启动adams/car软件，新建模板，创建控制臂硬点，操作顺序如下：
单击build，hardpoint，new
当创建硬点后关闭对话框，全屏显示，可以看到6个硬点。

2.创建控制臂一般部件
单击build，parts，general part，new，如下图：
3.创建控制臂几何形体
单击命令build，geometry，arm，new，如下图：
4.创建转向节
5.创建转向节立柱几何体
6.创建减震器
首先创建减震器上的硬点，再定义减震器，如下：
7.定义螺旋弹簧
创建弹簧的下硬点，创建悬挂主螺旋弹簧。

8.创建横拉杆
创建硬点，创建横拉杆部件。

9.创建前束和外倾角参数变量，参数如下：
10. 定义转向节和滑柱之间的棱柱副。

11. 创建控制臂与转向节连接球形副。

12.创建滑柱与安装件连接的轴套。

13.创建滑柱与安装件连接的球形副。

14.定义转向节连接方式。

首先定义一个球形副连接转向节和横拉杆，然后建立一个安装件作为转向齿条连接件；最后，在横拉杆与安装件之间创建一个万向副。

15.定义横拉杆与转向节之间的球形副。

16.为万向副创建一个安装件tierod_to_steering。

17.创建横拉杆与安装件tierod_to_steering之间的万向副。

18.定义轮毂连接方式，定义一个铰接副连接轮毂和转向节。

19.定义主销轴线。

在滑柱和转向节三角臂之间建立车轮转动中心线，即转向节主销轴线，使用几何方法创建转向轴，按照两点定线的原理，这里使用两个硬点确定主销轴线。

创建主销轴线有两种方法：几何法和瞬时轴法。

20.整体结构创建完成，如下图：
21.查看标准悬挂试验台通讯器信息，操作方法及结果如下;
22.创建三个输出通讯器，测试通讯器。

23.保存并检查。

24.创建悬挂子系统。

25.悬挂总装配。

26.执行仿真分析
定义载荷，设置运动分析模式，执行车轮同向激振仿真，执行弹塑性运动仿真，绘制分析曲线。

试验结论
动画播放结果
Ackerman_angle曲线图
Steer_angle曲线图
Toe_angle曲线图
Toe_angle曲线，使用轴套与使用铰链对比图
试验三：ADAMS/CAR整车虚拟道路试验
●试验目的
使用ADAMS/CAR整车仿真功能进行加速、制动、蛇形、双移线等虚拟道路试验，同时掌握虚拟构造器的使用
●试验工具
笔记本电脑，Adams2013软件
●试验内容
整车仿真有标准仿真和自定义两部分，标准仿真指已经规定试验方法，用户只要在对应的界面上输入各种试验条件如初速度、挡位、路径等即可。

自定义则指通过驱动控制文件、驱动参数文件将试验条件、试验方法等全部自行定义。

●试验步骤
1.开环转向仿真试验
1）漂移仿真
在漂移仿真试验时用时必须大于10秒，为保证仿真精度，仿真步幅的上限是0.01，在设置仿真步数时应使步幅小于等于0.01，其参数及轨迹如下：
2）蛇形驾驶仿真
在蛇形驾驶时，首先向一个方向转向到设定的转向角，然后反向转向到设定的转向角。

其设置对话框及轨迹示意图如下：
3）角脉冲转向
设置对话框及轨迹示意图如下：
4）单移线仿真
单移线仿真指驱动汽车在规定时间内，通过一个S型曲线样式的道路模拟汽车的变车道动作。

5）阶跃转向仿真
通过阶跃转向仿真可获得汽车的时域过渡特性，在仿真时，软件驱动汽车模型在规定的时间将转向值以阶跃函数形式从初始值增加到最终值。

2.稳态回转仿真事件
1）转弯制动仿真
仿真在转弯期间突然制动会导致运动轨迹和航向偏差。

2）定转弯半径仿真
该试验用于测量汽车的稳态转向特性。

3）回正性仿真
该试验是模拟试车员突然松开方向盘以研究汽车在回正力作用下的响应。

4）收油门转弯仿真
5）弯道收油门仿真
设置对话框及轨迹示意图如下：
3.智能驾驶试验
Adams智能驾驶是集成在car中一个独立的高级仿真模块，它含有一个内嵌的准静态解算器。

本试验用软件自带模型进行通过ISO移线路径的极限速度研究。

加载模型后设置智能驾驶对话框及运行轨迹如下图所示：
试验结论
通过仿真模拟计算生成曲线如下图所示：
收油门仿真试验部分仿真结果（侧行加速度）
收油门仿真试验部分仿真结果（方向盘转角）
智能驾驶仿真试验部分仿真结果（车身侧向位移）
智能驾驶仿真试验部分仿真结果（车身纵向速度）
智能驾驶仿真试验部分仿真结果（制动请求）
智能驾驶仿真试验部分仿真结果（油门开度请求）
试验四：ADAMS/CAR整车平顺性仿真
●试验目的
基于ADAMS/CAR的Ride模块，通过虚拟四柱试验台对整车模型进行平顺性仿真试验，对车轮施加运动激励，在车辆模型的各部位测得对输入激励的响应。

另外进行随机不平路面激励下的平顺性分析。

●试验工具
笔记本电脑，Adams2013软件
●试验内容
试验内容包括正弦波激励、随机不平路面激励、凸块激励三个平顺性分析常用的试验。

模型使用的是共享数据中的vehicle_full_4post_pac2002.asy。

●试验步骤
1.启动adams/car软件，加载ride插件，具体流程为，tool，plugin manager，load aride，加载成功之后打开模型vehicle_full_4post_pac200
2.asy。

整车模型如下图所示：
2.正弦波扫描激励仿真设置，其参数如下：
3.单击apply，运行仿真。

调用postprocessor观察仿真结果。

4.随机不平路面仿真实例，参数设置如下：
5.单击ok，在postprocessor观察产生的路面轮廓。

6.设置仿真，确认已返回到adams/car ride窗口，单击菜单Full-Vehicle Analysis，ARIDE_FOUR_POST_TESTRIG，填写对话框，如下图
单击 set up road profiles按钮启动路面轮廓设置选项卡，
ARIDE_FOUR_POST_TESTRIG，填写对话框如下：
7.单击ok，运行仿真
8.车轮驶过单凸块，填写对话框，如下图，单击 set up road profiles按钮启动路面轮廓设置选项卡，ARIDE_FOUR_POST_TESTRIG，填写对话框如下：
9.在上图中left wheeltrack profile栏单击曲线管理器启动表格函数编辑器，
创建如下曲线：
试验结论
通过仿真模拟计算生成曲线如下图所示：
随机不平路面仿真路面轮廓图
正弦波扫描激励仿真底板处垂直加速度曲线图
随机不平路面仿真底盘垂直加速度曲线图
车轮驶过单凸块底盘垂向加速度曲线图
车轮驶过单凸块底盘横摆加速度曲线图。