5程车辆ADAMS随机路面激励时域模型的建立
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本文以安装有油气悬架的某轮式 工程车作为研究对象，在ＡＤＡＭＳ中建立 整车模型、油气悬架模型、轮胎模型 和四轮路面随机激励时域模型，从而 研究工程车辆的行驶平顺性，为提高 车辆性能奠定技术基础。本文重点研 究四轮路面随机激励时域模型，对其 他模型的建立不作进一步分析。
一、整车随机路面激励时 域模型
车辆在实际环境中受到许多外界 干扰的影响，如路面不平度、侧向风 等，本文只考虑路面不平度的影响。 路面干扰输入基本上可以分为两类： 随机路面干扰和确定性路面输入。随 机路面干扰由其统计特性刻画，用来
数字化设计
Ｄｉｇｉｔａｌ Ｄｅｓｉｇｎ 本文提出了整车随机路面激励时域模型的建立方法，为工程车辆ＡＤＡＭＳ平顺性仿真分析准备输入。为车辆
的悬架设计提供理论依据。
工程车辆Ａ ＤＡ Ｍ Ｓ随机路面
激励时域模型的建立
图１双辙路面模型
口总装工程兵科研一所姚雪梅肖铮邵磊
当今计算机技术飞速发展，虚拟 样机技术也应运而生，已经成为与物理 样机实验同样重要的研究手段。机械工 程中又把虚拟样机技术称为多体机械系 统动态仿真技术，其中最优秀的虚拟样 机软件是由美国ＭＤＩ公司开发的ＡＤＡＭＳ， 它是集建模、求解、可视化技术于一体 的虚拟样机软件，可真实地仿真其运动 过程，并且迅速地分析和比较多种参数 方案，直至获得优化的工作性能，从而 大大地减少了昂贵的物理样机制造的次 数，提高产品设计质量，大幅度地缩短 产品研制周期和费用。
Ａ
０．１３２
Ｂ
０．１３０３
Ｃ
０．１２
Ｄ
０．１００７
Ｅ
０．０９
１，轮距相关 车辆在实际环境中所遇到的路面 输八可以简化为轮距相关、轴距滞后 模型。显然，这种模型只适合于车辆 转弯半径很大的情况，最好是车辆直 线行驶工况。双辙路面随机输入包含
两个随机过程，平动随机过程％和转 动随机过程屯，如图１所示，并且认为 双辙路面输入为白噪声经过一阶滤波 后所生威的。
随机路面激励信号，如图３所示。控制 ＣＳＶｖ＇，ｒｉｇｈｔ
一
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１．颓处理程序（Ｏｇｌ ：１．ｏ：％１． ．
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５ｓｑ三、在ＡＤＭＳ中应用ｃｋ
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在ＡＤＡＨＳ中建立好整车模型后，如 图４所示，分别给四个轮胎加载随机路 面激励时域模型。通过加载由Ｈａｔ］ 生成的四个路面激励信号文件，即将
常数，西“ｏ一¨压，ｇ。－争笋；常数
ａ’瞪‘莹］，其取值范围分别为ａ＝０～Ｉ，
属Ｉ层。
根据路面功率谱密度，左 右车轮的自功率谱可以表示为，
％ ；∽志＝％＆㈣蝴＋篇‰㈣
左右车轮互功率谱可以表示为 钆∽＝％㈣
＝≯密秀＆㈣一≤等‰‰㈣’相
忡燕＝器端。 关函数可以表示为
当口＝ｏ．０，届＝届，蜀Ｉｌ时，相 关函数ｒ㈣：１，表明左右车辆的路面 输入幅值比和相位差保持不变，即完
全线性相关。然而当口＝１．０，届＝岛， 品·ｏ，５压时，相关函数ｒ（神＝０，表明 左右车辆的路面输入幅值比和相位差 是随机变化的。
Ｄｉｇｉｔａｌ Ｄｅｓｉｇｎ
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路面不平度数据存放在ＡｏＡＨｓ的ｓＰＬＩＮＥ
：０．
％路面不平度系数
样条元素中，这样就能用ＡＫＩｓＰｉ函数
：０． １００６；％ｖｅｈｉｃｌｅ ｆｏｒｗａｒｄ或ＣＵＢＳＰ Ｌ函数来插值计算离散数据间
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万方数据
ＣＡＤ／ＣＡＭ－与制造业信息化·２００８年第４期 ７１
万方数据 ７０ ＣＡＤ／ＣＡＭ与制造业信息化·ｗｗｗ．ｉｃＥＪ．ＣＯＢ∞
系统的输入为白噪芦，输出为左 右车辙的路面激励，一阶滤波状态方
程可表就【仁只ｏＩ，器‘ 崛Ｖ
式中，４－一甜ｏ，－瞄＊
。．［１－引Ｂ＃ｌ‘ｔ∽Ｍ＝卧
胪卧
其中，乙、丸分别为车轴质心处 的垂向位移和转角；雌、～为车轴质 心处垂向转动随机自噪声：气、ｚ廨 为左右车辆路面输入；ｇｌ、ｇ：为滤波
描述车辆在普通路面上行驶时所遇到 的路面输入；而确定性输入则用来描 述车辆所遏到的坑、包等激励。随机
路面输入ｚ，可以用一阶滤波白噪声来 描述。
≈＝吲肛，＋ｗ
其中夕是路面不平度系数，材是 车辆前进速度，ｗ是高斯分布白噪 声。路面等级对应的空间频率估计值 如表所示。
表路面等级与空闻频率估计值
路面等级
声（枷１）
一、整车随机路面激励时 域模型
车辆在实际环境中受到许多外界 干扰的影响，如路面不平度、侧向风 等，本文只考虑路面不平度的影响。 路面干扰输入基本上可以分为两类： 随机路面干扰和确定性路面输入。随 机路面干扰由其统计特性刻画，用来
数字化设计
Ｄｉｇｉｔａｌ Ｄｅｓｉｇｎ 本文提出了整车随机路面激励时域模型的建立方法，为工程车辆ＡＤＡＭＳ平顺性仿真分析准备输入。为车辆
的悬架设计提供理论依据。
工程车辆Ａ ＤＡ Ｍ Ｓ随机路面
激励时域模型的建立
图１双辙路面模型
口总装工程兵科研一所姚雪梅肖铮邵磊
当今计算机技术飞速发展，虚拟 样机技术也应运而生，已经成为与物理 样机实验同样重要的研究手段。机械工 程中又把虚拟样机技术称为多体机械系 统动态仿真技术，其中最优秀的虚拟样 机软件是由美国ＭＤＩ公司开发的ＡＤＡＭＳ， 它是集建模、求解、可视化技术于一体 的虚拟样机软件，可真实地仿真其运动 过程，并且迅速地分析和比较多种参数 方案，直至获得优化的工作性能，从而 大大地减少了昂贵的物理样机制造的次 数，提高产品设计质量，大幅度地缩短 产品研制周期和费用。
Ａ
０．１３２
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０．１３０３
Ｃ
０．１２
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１，轮距相关 车辆在实际环境中所遇到的路面 输八可以简化为轮距相关、轴距滞后 模型。显然，这种模型只适合于车辆 转弯半径很大的情况，最好是车辆直 线行驶工况。双辙路面随机输入包含
两个随机过程，平动随机过程％和转 动随机过程屯，如图１所示，并且认为 双辙路面输入为白噪声经过一阶滤波 后所生威的。
随机路面激励信号，如图３所示。控制 ＣＳＶｖ＇，ｒｉｇｈｔ
一
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属Ｉ层。
根据路面功率谱密度，左 右车轮的自功率谱可以表示为，
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当口＝ｏ．０，届＝届，蜀Ｉｌ时，相 关函数ｒ㈣：１，表明左右车辆的路面 输入幅值比和相位差保持不变，即完
全线性相关。然而当口＝１．０，届＝岛， 品·ｏ，５压时，相关函数ｒ（神＝０，表明 左右车辆的路面输入幅值比和相位差 是随机变化的。
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样条元素中，这样就能用ＡＫＩｓＰｉ函数
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ＣＡＤ／ＣＡＭ－与制造业信息化·２００８年第４期 ７１
万方数据 ７０ ＣＡＤ／ＣＡＭ与制造业信息化·ｗｗｗ．ｉｃＥＪ．ＣＯＢ∞
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胪卧
其中，乙、丸分别为车轴质心处 的垂向位移和转角；雌、～为车轴质 心处垂向转动随机自噪声：气、ｚ廨 为左右车辆路面输入；ｇｌ、ｇ：为滤波
描述车辆在普通路面上行驶时所遇到 的路面输入；而确定性输入则用来描 述车辆所遏到的坑、包等激励。随机
路面输入ｚ，可以用一阶滤波白噪声来 描述。
≈＝吲肛，＋ｗ
其中夕是路面不平度系数，材是 车辆前进速度，ｗ是高斯分布白噪 声。路面等级对应的空间频率估计值 如表所示。
表路面等级与空闻频率估计值
路面等级
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