[发明专利]一种基于悬架KC特性的汽车底盘操稳性能分析模型建立方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车性能分析领域，具体为一种用于计算悬架K&C特性对整车操稳性能影响的模型建立方法。

背景技术

在底盘操稳性能开发中，在概念开发阶段对底盘操稳性能进行快速预测是非常具有具工程意义的，而操稳性能的预测依赖于动力学模型的建立，需要根据所需要评价的整车性能指标选择所建模型的复杂程度。在底盘操稳性能概念设计阶段，最为重要任务之一就是确定悬架系统方案，悬架系统方案确定的关键就在于悬架系统硬点与系统刚度的确定，而悬架K&C特性则是对悬架外特性的综合描述(悬架K特性指的是悬架系统在轮跳过程中表现出的性能，悬架C特性指的是悬架在外部力与力矩作用下表现出的性能)，因此需要建立考虑悬架K&C特性的操稳计算动力学模型。

发明内容

针对以上现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种用于底盘性能概念设计阶段，在无法得到详细底盘系统结构参数下，仅需输入少量底盘系统参数即可对悬架系统方案进行快速分析评价，并且具有较高仿真精度基于悬架KC特性的汽车底盘操稳性能分析模型。本发明的技术方案如下：一种基于悬架KC特性的汽车底盘操稳性能分析模型建立方法，包括建立轮胎模型，所述KC特性为运动学特性与弹性运动学特性，其还包括建立车体模型、建立悬架模型、建立计算车轮等效转角模型；其中所述悬架包括左前lf悬架，右前rf悬架，左后lr悬架，右后rr悬架，

所述建立车体模型的步骤具体为：

A1获取汽车的簧载质量m、质心至前轴距离a、质心至后轴距离b、轮距c、簧载质量绕x轴转动惯量J_x、簧载质量绕y轴转动惯量J_y及簧载质量绕z轴转动惯量J_z；

A2、建立车体坐标系、轮胎印迹坐标系、轮胎坐标系、惯性坐标系，其中轮胎印迹坐标系关于惯性坐标系的方向余弦矩阵为：

车体坐标系关于轮胎印迹坐标系的方向余弦矩阵为：

轮胎印迹坐标系关于车体坐标系的方向余弦矩阵为：

轮胎坐标系关于轮胎印迹坐标系的方向余弦矩阵为：

表示车体的横摆角、φ表示车体的侧倾角、θ表示车体的纵倾角；

A3、根据车体受力模型，由牛顿定律得到车体平动动力学方程(1)及车体转动动力学方程(2)：所述车体平动动力学方程(1)为：

其中u、v、w分别表示车体质心处的纵向、侧向、垂向速度，F_xsij、F_ysij分别表示悬架杆系传递至车体的x、y方向力，F_zsij表示悬架减振器支柱与弹簧传递至车体z方向力，F_dzij表示由悬架杆系产生并传递至车体的举升力，M_xij、M_yij、M_zij分别为悬架传递至车体的力矩在x、y、z三个方向上的分力矩，ij表示左前lf，右前rf，左后lr，右后rr，车体俯仰角θ，侧倾角φ，横摆角是相对于惯性坐标系，而车体运动角速度w_x，w_y，w_z是相对于车体坐标系；

所述建立悬架模型的步骤具体为：

B1、获取汽车单侧非簧载质量m_ui、悬架刚度k_sji、悬架阻尼系数b_sji、质心高度h、质心与侧倾中心高度差h_rci、轮胎半径r_ri、轮胎垂向刚度k_ti；

B2、参照建立车体模型中的步骤A2建立的车体坐标系、轮胎印迹坐标系、轮胎坐标系、惯性坐标系，并假定前后悬架侧倾中心高度固定不变，而且侧倾中心是悬架将载荷传递到车体的作用点，建立车体右前悬置点的载荷方程：