摘 要

汽车是人类出行的一种比较便捷的选择方式，随着我国人民生活水平的不断提高，人们对汽车性能的要求也越来越高，越来越苛刻。人们对性能的首要要求就是在乘坐的过程中舒适与否，也就是汽车性能当中的平顺性，我们也可将其通俗的称之为舒适性。舒适性作为汽车众多性能当中最基本的属性之一，也是人们对汽车最基本的感受。这篇文章我们首先利用Adams建立一个整车的简化模型，然后基于此模型对不同路面上该车的平顺性进行了分析。在Adams Car中建立起一个整车模型，然后利用其中的一个插件功能Ride基于四柱试验台进行整车的平顺性仿真分析。之后利用Adams PostProcessor对仿真的结果进行数据的后处理，最终得出相应的研究结果。

我们既对多体动力学的理论知识进行了介绍，同时也对物体的模态分析过程有了相应的理解。随后我们利用Adams Car模块分别建立起组成汽车的各个子系统，由于是简化模型所以我们只建立了悬架模块、转向、轮胎、车身，而忽略了动力传动系统等，随后将建立的子系统组成一个整车。模块与模块之间的连接，Adams系统采用了通信器维持不同模块的关联性，在此处我们通过直接建立各种特征的通信器将原来相互独立互不干扰的不同模板相关联起来。

其次，利用Adams Car中的一个插件功能Road-Profile Generation中建立不同的路面文件，根据空间功率谱密度、速度功率谱密度、加速度功率谱密度建立起左、右两侧的路面轮廓，用来模拟随机的不同路面，然后基于系统的四柱试验台进行仿真分析。得到相应的仿真结果后，利用Adams的数据后处理软件对结果进行曲线计算后得出相应的结果，得到相应的数据结果后，根据现有的一些评价标准对数据结果进行分析研究，从而对该模型的平顺性进行了评价。

关键词：整车系统平顺性 整车仿真模型 随机路面谱文件 Adams Car 平顺性分析

Abstract

Automobile is one of the convenient choices for human travelling. With the continuous improvement of people's living standard in our country, people has higher requirement for the properties of automobile. At the same time, the demand for automobile is more and more rigorous . The performance of the first requirements is comfort in the process of driving. We can also call the ride comfort of vehicle performance. Along many car performance, comfort is one of the most basic function, and people's perceptions for the car is also the comfort. In this paper, by using multi-body dynamics software Adams, we bulid the vehicle model that can be used in the process of vehicle ride comfort.

Setting up a vehicle model in Adams Car, then we can use one of the plugin function Ride. Based on four pillars test-bed, we can carry out the vehicle Ride comfort simulation analysis. After analyzing , we can use the Adams PostProcessor for post-processing of data. We can get the corresponding reaserch results of simulation in the end. Besides, we also introduces the theory of multi-body dynamics, and at the same time have a corresponding understanding for the modal analysis process of the object. Then using Adams Car module, we ca respectively set up each subsystem of the Car. Because the vehicle modle is a simplified model, so we only establish suspension module, steering, tires, Car body, and we ignore the power transmission system at the same time etc. Then we create the assemble of the vehicle modle. In order to get the connection between one module and another module, Adams system uses a communication device to maintain the relevance of different modules. here we build various communication device to associate different templates which are separate and distinct from one another. In addition, by using a plugin function which is called Road – Profile generation in Adams, we can easily set up different pavement file. According to the spatial power spectrum density, velocity power spectrum density, acceleration power spectrum density, we can establish the outline of the left and right sides of the Road, which can be used in simulating random different Road surface. And then based on the four pillars of test rig ,we can carry out the system simulation analysis. After getting the corresponding simulation results, we can use the data post-processing software Adams to obtain the corresponding results. After getting the data results, we can carry out the research and analysis according to some existing evaluation standard.

目录

摘要 III

Abstract V

第一章 绪论 1

1.1课题的研究背景及意义 1

1.2汽车行驶平顺性的研究内容和方法 2

1.2.1汽车行驶平顺性的主要研究内容 2

1.2.2汽车行驶平顺性的主要研究方法 3

1.3平顺性研究的国内外研究概况 5

1.4课题研究的主要内容 9

第二章 多体动力学 10

2.1多体动力学的基本介绍 10

2.2多体动力学坐标的选择 10

2.3多体动力学方程 11

2.3.1多体动力学方程的建立 11

2.3.2多体动力学方程的求解 11

2.3.3初始条件的分析 13

2.3.4多体动力学计算分析过程 14

2.4多体动力学软件Adams 14

2.4.1Adams的简介 14

2.4.2Adams/ PostProcessor的模块介绍 15

2.4.3Adams/Car车辆模块的介绍 16

第三章 汽车振动特性 18

3.1模态分析概述 18

3.2模态分析的过程 19

第四章 整车模型的构建 22

4.1模型建立的步骤 22

4.2整车数据参数的获取 22

4.3前悬架的建立过程 23

4.4转向系统的建立 31

4.5轮胎模型的建立 35

4.6后悬架系统的建模 35

4.7车身模型的建立 42

4.8总结 42

第五章 平顺性分析 44

5.1平顺性的评价方法 44

5.2不同路面文件的构建 46

5.3频率加权函数曲线的构建 48

5.4平顺性分析过程 52

致谢 56

参考文献 57

第一章 绪论

1.1课题的研究背景及意义

汽车在我们的生活中扮演着越来越重要的一部分而且人们也越来越离不开汽车，这就要求汽车在行驶的过程中要保证车上乘员的舒适性和安稳性，到达乘客需要到达的地点后能够以饱满的热情和精力去投入到自己喜欢的工作当中去或去愉快的进行游玩。但令人并不满意的是，有相关的详细调查表明，有58%的人曾经在汽车行驶时的过程中经历过不舒服、头晕甚至发生过呕吐的经历。汽车在行驶过程中的平顺性不仅仅会影响到人的身心健康和心情，在长时间的汽车行驶过程中处于较为恶劣地振动环境下，很容易会诱发各种心脏疾病和其他方面的疾病。

汽车在行驶的过程中，由路面的不平以及来自于发动机、传动系和车轮等旋转部件的震动从而激发了汽车的震动。在普通的情况下，汽车整车震动的基本输入来自于路面的不平度。当汽车通过不是特比平坦的路面时，由于不平路面的激励或多或少的都会引起整车的振动，再加上来自于其他方面的刺激，人们都会感知到这些振动的存在，而这些振动则会引起人们难受不舒服、疲劳，甚至损害健康。平顺性是现代汽车的众多性能当中较为重要的性能之一，也是众多汽车生产厂家相互竞争的一个方面。汽车的行驶平顺性研究的意义主要是保持人在乘车的过程中使人感觉到舒适，并不影响汽车内乘员的舒适性和心情，因此人的感觉在评价的过程中起到非常重要的作用。

舒适性的好坏直接影响了乘客的乘车感受，所以如果哪个公司在这个方面做得好就可以获得不菲的利润。所以如何才能最大限度的降低汽车在行驶过程中所产生的振动和影响，甚至进一步使产生的震动来被我们所利用，是一项十分有意义和价值的事情，本文就是来研究汽车在不同路面上行驶时，对整车系统的震动进行研究，从而对汽车的平顺性进行研究和分析。